Spectroscopic verification and quantitative evaluation of three-center, four-electron bonds formed in hypervalent compounds

• Project/Area Number: 25K00064
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 村松 悟 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (40837796)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中本 真晃 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (90334044)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2028: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2027: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2026: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2025: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
• Keywords: 超原子価化合物 / 3中心4電子結合 / 気相分光 / 極低温イオントラップ / 振電構造

Outline of Research at the Start

超原子価化合物は形式価電子数が8を超える典型元素を有する化合物であり，一見してLewisのオクテット則を破ることからその安定性の起源に興味が持たれてきた。1950年代には分子軌道法に基づき3中心4電子（3c-4e）結合モデルによる解釈が提案され，今日でも広く用いられている。本研究では，応募者が開発を続けてきた極低温イオントラップ気相分光法を駆使することで，この結合モデルに対する分光学的な視座からの検証を行う。併せて，対応する電子状態における振電・振動準位エネルギーを気相化学反応性と比較し，その相関を明らかにする。従来の形式的・定性的な記述を超えた超原子価化合物の結合論を開拓する。