1993 Fiscal Year Annual Research Report

液体の低速電子衝突によるラジカルイオンおよび溶媒和電子の生成

Research Project

Project/Area Number	05237206
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	近藤保東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (10011610)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	寺嵜亨東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (60222147)
Keywords	液体分子線 / 多光子イオン化 / 飛行時間型質量分析器 / 液体表面 / ヨウ化ナトリウム / 不均一溶媒和構造 / アセトフェノン / イオン-分子反応
Research Abstract	液体界面付近にある分子の微視的挙動を明らかにすることを目的とし、安定した連続液体流(層流)を真空中に導入する方法を開発した(液体分子線)。この方法と、共鳴多光子イオン化法や質量分析法とを組み合わせることにより、液体界面付近における溶質分子の不均一な溶媒和構造な反応過程を明らかにした。まず、ヨウ化ナトリウム-エタノール溶液の液体分子線に、紫外レーザーを照射すると、光吸収によるヨウ素負イオンからの電子脱離が起こり、その結果クーロン放出によって液体からイオンが放出される現象が観測された。これら放出イオンは、ナトリウムにアルコールの溶媒和したクラスターイオン、ヨウ化ナトリウム会合体にナトリウムイオンの付着したクラスターイオンなどである。ヨウ化ナトリウムの濃度が上昇するに従って(0.2-0.8M)、ヨウ化ナトリウム会合体クラスターイオン強度は増加するなどの結果は、溶液界面付近でヨウ化ナトリウムが会合体を形成していることを示唆している。一方、同様な実験手法を用いることにより、光イオン化によって生成するイオンと溶媒分子との液体界面におけるイオン-分子反応が起こっていることが明らかになった。アセトフェノン-アルコール溶液の液体分子線に紫外レーザーを照射すると、1つのイオン種が選択的に生成する。このイオン種の溶媒依存性及び励起波長依存性から、光励起によって3重厚状態に励起されたアセトフェノンは、溶媒のアルコール分子から水素を引き抜き、さらに光を吸収してイオン化される。このイオン種に対して、周囲の溶媒分子が求核的に反応し、アセトフェノンにアルコールの付加したイオン種が選択的に生成していると考えることによって、このイオンの生成機構は説明される。

Research Products
(19 results)

All Other

All Publications (19 results)

[Publications] T.Tsukuda: "Photofragmentation of Anionic Reaction Intermediates Formed upon Electron Attachment to 2-Chloroacrylonitrile Clusters:Evidence for Polymer Degradation in the Cluster Regime." Chem.Phys.Letters. 201. 351-356 (1993)
[Publications] T.Nagata: "A Rydberg-Atom-Ionization(RAI)Source for Negative Ion Mass Spectrometry." International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes. 123. 217-223 (1993)
[Publications] T.Nagata: "Photodissociation of Ar_n^+ Cluster Ions:Kinetic Energy Distributions of Neutral Fragments." J.Chem.Phys.98. 290-300 (1993)
[Publications] T.Ikegami: "The Geometric and Electronic Structures of Ar_n^+(n=3〜27)" J.Chem.Phys.98. 3038-3048 (1993)
[Publications] F.Misaizu: "Formation of Protonated Ammonia Cluster Ions:Two-Color Two-Photon Ionization Study." J.Chem.Phys.98. 336-361 (1993)
[Publications] M.Ichihashi: "Collision-Induced Reaction of Ar_n^+ with Kr." Chem.Phys.Letters. 204. 219-225 (1993)
[Publications] H.Ito: "An Analysis of the B^2Σ^+-X^2Σ^+ Emission of SiN.Dependence of the Electronic Transition Moment on the Si-N Internuclear Distance." Chem.Phys.Letters. 208. 328-334 (1993)
[Publications] H.Yasumatsu: "Vibrational Distributions of the CN(B^2Σ^+)Produced in the Dissociative Excitation of KCN and NaCN with Ar Metastable Atoms:Bimodal Vibrational Distribution from KCN." J.Phys.Chem.97. 6788-6792 (1993)
[Publications] S.Nonose: "Collision-Induced Reactions of Size-Selected Molecular Cluster Anions." Z.Phys.D-Atoms,Molecular and Clusters. 26. 223-225 (1993)
[Publications] T.Nagata: "Photoelectron Spectoscopy of(CO_2)_n(H_2O)_m^- Clusters." Z.Phys.D-Atoms,Molecular and Clusters. 26. 367-369 (1993)
[Publications] K.Kanda: "Photodissociation of BrCN in the Vacuum Ultraviolet Region." Chem.Phys.175. 399-411 (1993)
[Publications] T.Ikegami: "Photodissociation Dynamics of Ar_3^+." J.Chem.Phys.99. 3588-3596 (1993)
[Publications] K.Kanda: "Production of CN(B^2Σ^+)Radicals in the Dissociative Excitation of BrCN and ICN by Metastable Ar and Kr Atoms in a Flowing Afterglow." Bull.Chem.Soc.Jpn.67. 93-95 (1994)
[Publications] T.Tsukuda: "Competitive Electron Capture in Mixed Clusters,X(HCN)_m(X=C_2H_5OH,CO_2,O_2,and SF_6)." Chem.Phys.Letters. 218. 1-6 (1994)
[Publications] F.Mafune: "Mechanism of Ion Ejection from a Liquid Beam Following Laser Photoionization." Chem.Phys.Letters. 218. 7-12 (1994)
[Publications] F.Mafune: "Inhomogenous Solvation in an Aniline-Ethanol Solution Studied by Laser Photoionization of a Liquid Beam." Chem.Phys.Letters. 218. 234-239 (1994)
[Publications] H.Yasumatsu: "Absorption Spectra of Alkali Cyanide Molecules in the Vacuum Ultraviolet Region:Transitions to Dissociative and Predissociative States." J.Phys.Chem.(in press).
[Publications] J.Hirokawa: "Collisional Process Involving Atomic Cluster Ions." Z.Phys.D-Atoms,Molecules and Clusters. (in press).
[Publications] M.Ichihashi: "Low Energy Cluster Ion-Atom Collision:Collisional Energy Transfer and Complex Formation of Ar_n^+ with ^<36>Ar." J.Chem.Phys.(in press).

1993 Fiscal Year Annual Research Report

液体の低速電子衝突によるラジカルイオンおよび溶媒和電子の生成

Principal Investigator

近藤 保 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (10011610)

Research Products

[Publications] T.Tsukuda: "Photofragmentation of Anionic Reaction Intermediates Formed upon Electron Attachment to 2-Chloroacrylonitrile Clusters:Evidence for Polymer Degradation in the Cluster Regime." Chem.Phys.Letters. 201. 351-356 (1993)

[Publications] T.Nagata: "A Rydberg-Atom-Ionization(RAI)Source for Negative Ion Mass Spectrometry." International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes. 123. 217-223 (1993)

[Publications] T.Nagata: "Photodissociation of Ar_n^+ Cluster Ions:Kinetic Energy Distributions of Neutral Fragments." J.Chem.Phys.98. 290-300 (1993)

[Publications] T.Ikegami: "The Geometric and Electronic Structures of Ar_n^+(n=3〜27)" J.Chem.Phys.98. 3038-3048 (1993)

[Publications] F.Misaizu: "Formation of Protonated Ammonia Cluster Ions:Two-Color Two-Photon Ionization Study." J.Chem.Phys.98. 336-361 (1993)

[Publications] M.Ichihashi: "Collision-Induced Reaction of Ar_n^+ with Kr." Chem.Phys.Letters. 204. 219-225 (1993)

[Publications] H.Ito: "An Analysis of the B^2Σ^+-X^2Σ^+ Emission of SiN.Dependence of the Electronic Transition Moment on the Si-N Internuclear Distance." Chem.Phys.Letters. 208. 328-334 (1993)

[Publications] H.Yasumatsu: "Vibrational Distributions of the CN(B^2Σ^+)Produced in the Dissociative Excitation of KCN and NaCN with Ar Metastable Atoms:Bimodal Vibrational Distribution from KCN." J.Phys.Chem.97. 6788-6792 (1993)

[Publications] S.Nonose: "Collision-Induced Reactions of Size-Selected Molecular Cluster Anions." Z.Phys.D-Atoms,Molecular and Clusters. 26. 223-225 (1993)

[Publications] T.Nagata: "Photoelectron Spectoscopy of(CO_2)_n(H_2O)_m^- Clusters." Z.Phys.D-Atoms,Molecular and Clusters. 26. 367-369 (1993)

[Publications] K.Kanda: "Photodissociation of BrCN in the Vacuum Ultraviolet Region." Chem.Phys.175. 399-411 (1993)

[Publications] T.Ikegami: "Photodissociation Dynamics of Ar_3^+." J.Chem.Phys.99. 3588-3596 (1993)

[Publications] K.Kanda: "Production of CN(B^2Σ^+)Radicals in the Dissociative Excitation of BrCN and ICN by Metastable Ar and Kr Atoms in a Flowing Afterglow." Bull.Chem.Soc.Jpn.67. 93-95 (1994)

[Publications] T.Tsukuda: "Competitive Electron Capture in Mixed Clusters,X(HCN)_m(X=C_2H_5OH,CO_2,O_2,and SF_6)." Chem.Phys.Letters. 218. 1-6 (1994)

[Publications] F.Mafune: "Mechanism of Ion Ejection from a Liquid Beam Following Laser Photoionization." Chem.Phys.Letters. 218. 7-12 (1994)

[Publications] F.Mafune: "Inhomogenous Solvation in an Aniline-Ethanol Solution Studied by Laser Photoionization of a Liquid Beam." Chem.Phys.Letters. 218. 234-239 (1994)

[Publications] H.Yasumatsu: "Absorption Spectra of Alkali Cyanide Molecules in the Vacuum Ultraviolet Region:Transitions to Dissociative and Predissociative States." J.Phys.Chem.(in press).

[Publications] J.Hirokawa: "Collisional Process Involving Atomic Cluster Ions." Z.Phys.D-Atoms,Molecules and Clusters. (in press).

[Publications] M.Ichihashi: "Low Energy Cluster Ion-Atom Collision:Collisional Energy Transfer and Complex Formation of Ar_n^+ with ^<36>Ar." J.Chem.Phys.(in press).

近藤保東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (10011610)