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He - DCN および Ne - DCN 錯体の 内部回転遷移のミリ波ジェット分光

He - DCN および Ne - DCN 錯体の 内部回転遷移のミリ波ジェット分光. Millimeter-wave spectroscopy of the internal rotation transitions of He-DCN and Ne-DCN complexes. 量子化学研究室　　高城正徳. 分子間力について. 物質の相転移 超分子化学 分子認識化学. 例 . 水クラスター. 分子間力のミクロな研究. 分子間力の分光学的研究. 分子対を取り出し、その分子間に働く力の直接測定. 分子間力を求める上で最も簡単なモデル.

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He - DCN および Ne - DCN 錯体の 内部回転遷移のミリ波ジェット分光

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Presentation Transcript

  1. He-DCNおよびNe-DCN錯体の内部回転遷移のミリ波ジェット分光He-DCNおよびNe-DCN錯体の内部回転遷移のミリ波ジェット分光 Millimeter-wave spectroscopy of the internal rotation transitions of He-DCN and Ne-DCN complexes. 量子化学研究室　　高城正徳

  2. 分子間力について • 物質の相転移 • 超分子化学 • 分子認識化学 例.水クラスター

  3. 分子間力のミクロな研究 分子間力の分光学的研究 分子対を取り出し、その分子間に働く力の直接測定 分子間力を求める上で最も簡単なモデル ２分子からなる分子錯体(クラスター)の観測 (H2)2、(N2)2、Ar2、Ar-HCl etc.

  4. D C N Ne-DCN錯体について De = ~63 cm-1 q Ne R DCN分子の配向によって分子間ポテンシャルがどう変化するか？ 錯体はどのような内部振動を示すのか？

  5. J j j l q Ne a K D R Ne Ne C N D N C D C N S1状態 P1状態 V / GHz S1 134 異方性による分裂 103 K = 0 P1 j = 1 K=±1 72 縮重 j = 0 S0 K = 0 DCN分子 Ne-DCN

  6. 内部回転遷移はミリ波 (1～10 cm-1)領域に現れる ミリ波分光法による内部回転遷移の直接測定 分子間ポテンシャル曲面 V(R,q) の決定 錯体の構造の決定 Ne-DCNの内部回転遷移の観測

  7. D C Ne N 超音速ジェットセル パルスジェットノズル Ne, DCN(0.5%) 9~15 atm Trot = ~ 3 K ミリ波 20 Hz 75~180 GHz InSb検出器 “10 往復” ポンプ

  8. 観測したNe-DCNのスペクトル 0 4 8 R(J) P(J) 1 7 5 9 Q(J) 4 2 Q(1) P1-S0バンド P(J) 103 GHz S1-S0バンド 1 5 R(J) 7 0 2 4 134 GHz 100 150 Frequency / GHz

  9. Ne-DCNのP1-S0Q(1) スペクトル 14N : I = 1 obs calc 2 ← 1 1 ← 1 F = 0 ← 1 1 ← 2 2 ← 2 1 ← 0 80 83 100679 81 82 Frequency / MHz

  10. D C Ne N Ne C D Ne N C D N 実験で決定したNe-DCNのポテンシャルエネルギー曲面 Å cm-1 7 6 5 R ポテンシャルの谷 Minimum Energy Path(MEP) 4 3 0ﾟ 45ﾟ 90ﾟ 135ﾟ 180ﾟ q

  11. Ne-DCNのMEPに沿ったポテンシャルエネルギー cm-1 S1 -36 P1 -40 零点振動準位(S0) 39.9 cm-1 Ne-DCN exp -44 V -48 -52 Ne-HCN ab initio Potential Anisotropy -56 DV=V(180ﾟ)-V(0ﾟ) -60 Ne-DCN 18.1 cm-1 De = 62.8 cm-1 -64 0° 90° 135° 180° 45° q D Ne・・・C Ne ･･･ DCN Ne ･･･ NCD N

  12. cm-1 MEPにそったポテンシャルエネルギー 0 D0= 9.420 cm-1 He-HCN DV = 8.92 cm-1 De = 30.2 cm-1 a = 0.205 Å3 -40 Ne-HCN D0= 39.3 cm-1 DV = 17.2cm-1 a = 0.395 Å3 De = 62.3 cm-1 -80 V D0= 113.1 cm-1 -120 Ar-HCN DV = 36.2 cm-1 De = 149.2 cm-1 a = 1.671 Å3 -160 0ﾟ 45ﾟ 135ﾟ 180ﾟ 90ﾟ H Rg ･･･ NCH Rg ･･･ HCN Rg・・・C N

  13. Å 7 7 7 J = 0 S0 state J = 0 S1 state J = 1 P1f state D Ne 6 6 6 Ne C N 5 5 5 D 4 4 4 N C C D Ne 3 3 3 N 密度を持たない 0° 45° 90° 135° 180° 0° 45° 90° 135° Ne-DCNの各準位の波動関数(確率密度) Å θ θ θ 節(ノード) R MEP 0 0ﾟ 45ﾟ 90ﾟ 135ﾟ 180ﾟ 180ﾟ q Ne ･･ DCN Ne ･･ NCD

  14. まとめ • Ne-DCNの内部回転遷移をミリ波ジェット分光法により観測した。 • 観測した内部回転遷移からNe-DCNの分子間ポテンシャル曲面を決定しその構造を決定した。 • 実験から求めた確率密度より各内部回転状態における運動状態を決定した。

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