| 研究課題名 |
溶媒和ナトリウムクラスタ-の構造と反応性の理論研究 |
| レコードタイプ |
研究実績報告 |
| 報告年度 |
1995 |
| 研究期間 |
1995-1995 |
| 研究課題番号 |
07740467 |
| 研究代表者 |
橋本 健朗
(ハシモト ケンロウ) 東京都立大学・教養部・助教授 |
| 研究代表者番号 |
40202254 |
| 研究機関 |
東京都立大学 研究機関番号：22601 |
| 研究種目 |
奨励研究(A) 研究種目コード：210 |
| 研究分野[2] |
物理化学 研究分野コード：341 |
| キーワード |
溶媒和 / クラスタ- / 光電子分光 / 非経験的分子軌道計算 / イオン対 / ナトリウム |
| 研究概要 |
非経験的分子軌道計算により、1、Na原子、正負イオンの溶媒和クラスタ-の構造と電子状態の理論的比較研究、2、Na2の水和と解離機構の研究を展開した。溶媒和Na負イオンの研究を行なった。[Na(H2O)n]^-では、Na-H結合と水の水素結合で安定化した構造が最安定であり、ハロゲンイオンの水和構造と類似している。中性と負イオンの構造は大きく異なるため、負イオンから中性分子のポテンシャルミニマムに近い構造への遷移は困難と考えられる。水和エネルギ-は、静電相互作用が重要な正イオンが飛び抜けて大きい。一方[Na(NH3)n]^-はNa-N結合を最大限もつ構造が安定であり、中性や正イオンの構造と類似している。また安定化エネルギ-は電荷に依らず互いに似た大きさである。負イオン構造での中性励起状態への遷移に対応するVDEの計算値は[Na(H2O)n]^-でも[Na(NH3)n]^-でも、実験とよく一致した。負イオンの構造での中性[Na(H2O)n]クラスタ-の不対電子はほぼNaの周りに存在するが、[Na(NH3)n]ではNa上に局在するのではなく、nの増加とともにクラスタ-全体の空間に非常に広く拡がっていくことが分かった。これらを踏まえて、Na2の中性分子と正負イオンが水和により分極して共有結合構造からイオン対構造へ変化する過程を追跡している。基底状態で水和数が小さいとNa-Naの結合長は中性と負イオンでは水和により分極により伸びるのに、負イオンでは短くなる。この傾向は電荷状態による溶媒和電子の出来やすさに関連すると考えられる。水和数が増えると、水同士の水素結合のため片方のNaに水が片寄って水和する構造が安定になるがn=3まででは解離には至らなかった。分極を大きくするためNH3による溶媒和との比較を進め、負イオンから出発して分光学的にクラスタ-の解離を追跡可能か、可能ならばどのような実験を設計できるかを検討していく。 |
| 発表文献 |
K.Hashimoto: "Ab initio MO study of solvated Na atom cluster" Proc.Yamada Conference XLIII on Structures and Dynamic of Clusters. (印刷中). (1996)
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