溶媒和クラスタ-内エネルギ-散逸過程の実時間領域測定


研究課題名 溶媒和クラスタ-内エネルギ-散逸過程の実時間領域測定
レコードタイプ 研究実績報告
報告年度 1997
研究期間 1996-1997
研究課題番号 08454177
研究代表者 大島 康裕  (オオシマ ヤスヒロ) 京都大学・大学院・理学研究科・助教授
研究代表者番号 60213708
研究機関 京都大学 研究機関番号:14301
研究種目 基盤研究(B) 研究種目コード:310
審査区分 一般 区分コード:03
研究分野[2] 物理化学 研究分野コード:341
キーワード クラスタ- / ピコ秒時間分解分光 / 溶媒和 / エネルギ-散逸 / レ-ザ-誘起蛍光 / 電子移動反応 / 系間交差
研究概要 本研究の目的は、溶媒和型クラスタ-におけるエネルギ-散逸過程を実時間領域での測定により解明し、凝縮相における普遍的動的現象であるエネルギ-散逸過程を、分子論的に理解するための基礎を構築することである。研究の2年度である本年は、以下のような結果を得た。
1。極性溶媒中では、分子内ねじれ運動をともなった電荷移動反応を起こすビアントリルについて、水との1:1クラスタ-における反応速度をピコ秒時間分解蛍光分光法によって測定した。励起エネルギ-や同位体置換に対する依存性から、反応が水分子の配向運動に影響されないことが示唆された。これは、クラスタ-内での反応が液相とは異なった独自の機構で進行する可能性を示す。また、2波長ポンプ・プロ-ブ法によって電荷移動状態からの吸収を超音速ジェット条件下で初めて測定することに成功した。
2。アントラセンとNH_3からなるクラスタ-についてレ-ザ-誘起蛍光の測定を行い、クラスタ-内における溶媒分子の相対運動のついて情報を得た。特に、2波長ホ-ルバ-ニング分光を適用することにより、微弱な分子間振動バンドを高感度で検出した。溶媒が1個結合したクラスタ-においては、溶媒分子の内部回転による特徴的な分裂パタ-ンが観測された。一方、溶媒が2個以上のクラスタ-では、溶媒全体の変形運動に対応する低波数振動モ-ドがある程度の強度を持つことが明らかになった。この結果は、溶質の光励起にともなう溶媒全体の安定構造の変化を、サイズを選別して分光学的に促えたことに対応する。
3。溶液中では溶媒によって系間交差の反応速度が大きく変化することが知られているアクリジンについて、レ-ザ-誘起蛍光法によって気相中での蛍光スペクトルを始めて観測した。さらに水・メタノ-ルなどの水素結合性の溶媒分子とのクラスタ-についても観測を行い、溶媒和によって蛍光量子収率が急激に大きくなることを見出した。
発表文献 H.Kohguchi, et al.: "Laser-induced-fluorescence spectroscopy of the C^2Σ^+-Χ^2Π_<1/2> band system of the CCN radical in a supersonic jet" The Journal of Chemical Physics. 106. 5429-5438 (1997)
K.Tanaka, et al.: "Pulsed discharge nozzle Fourier transform microwave spectroscopy of the propargyl radical (H_2CCCH)" The Journal of Chemical Physics. 107. 2728-2733 (1997)
M.Matumura, et al.: "Fourier-transform microwave spectroscopy of the argon-diacetylene van der Waals complex" Journal of Molecular Spectroscopy. 185. 178-184 (1997)
H.Hoshina, et al.: "Laser-induced fluorescence spectroscopy of the C_4H and C_4D radicals in a supersonic jet" The Journal of Chemical Physics. 108. 3465-3478 (1998)


 

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