1997 Fiscal Year Annual Research Report

環状炭素クラスターの振電状態の解明

Research Project

Project/Area Number	09740430
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	若林知成京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30273428)
Keywords	carbon clusters / monocyclic rings / photoelectron spectroscopy / laser ablation / matrix isolation / IR absorption / UV-vis absorption / dethydroannulenes
Research Abstract	C_<60>をはじめとするフラーレン分子の生成中間体として、また、未同定の星間空間バンドの起源物質としても注目を集めている、環状構造の炭素クラスターC_nについて、電子状態、振動構造を直接的に明らかにするため、負イオン光電子分光、および、低温マトリックス分離分光法を用いた研究を行なった。多段階合成法により作成した有機物前駆体を試料に用いた研究では、n個の炭素原子からなる単環構造の炭素分子C_n(n=12〜24)を、サイズ選択的に発生させることに成功し、対応する光電子スペクトルの微細構造から、目的とする環状炭素クラスターC_nの伸縮振動の振動数をはじめて導き出した。これにより、中性の単環クラスターでは、直径の増加とともに、振動数が系統的に変化することや、炭素数が4nの場合と4n+2の場合とで、電子脱離の際に励起される振動モードの種類に相違が見られることなどを明らかにした。さらに、C_<16>の単環骨格をもつ前駆体にレーザー光照射することによって生成する2量体クラスター、C_<32>では、もとの単環骨格が完全に失われて、直鎖構造とも単環構造とも異なる別のπ電子骨格が自発的に生成していることが明らかになった。これは、フラーレン生成過程の一段階とみなせることから、さらなる研究が期待される。一方、低温マトリックス分離分光法は多年にわたり、炭素クラスター研究の主力の一つであったが、過去に得られた吸収スペクトルには、未だに帰属のできない吸収線は多数ある。これらの吸収線が単環構造の炭素クラスターに由来するという仮設に基づき、過去の実験の追試を行うとともに、質量分析の機能を備えたマトリックス分離分光用の装置を新たに製作し,クラスターのサイズと吸収線との相関という観点からスペクトルの帰属をすすめている。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] T.Wakabayashi et al.: "Photoelectron Spectroscopy of C_n-Produced from Laser Ablated Dehydroannulene Derivatives Having Carbon Ring Size of n=12,16,18,20,and 24" J.Chem.Phys.107. 4783-4787 (1997)
[Publications] T.Wakabayashi et al.: "Preferential Formation of C_<10>-upon Tandem Irradiation of Graphite with IR and UV Laser Pulses" J.Chem.Phys.107. 1152-1155 (1997)
[Publications] T.Wakabayashi et al.: "Towards the Selective Formation of Specific Isomers of Fullerenes:T-and p-Dependence in the Yield of Various Isomers of Fullerenes C_<60>-C_<84>" Z.Phys.D. 40. 414-417 (1997)
[Publications] Y.Tobe et al.: "A New Entry into Cyclo[n]carbon:[2+2]Cycloreversion of Propellane-Annelated Dehydroannulenes" J.Am.Chem.Soc.118. 2758-2759 (1996)
[Publications] Y.Tobe et al.: "Generation of Cyclocarbons with 4n Carbon Atoms(C_<12>,C_<16>,and C_<20>)by[2+2]Cycroreversion of Propellane-Annelated Dehydroannulenes" Angew.Chem.Int.Ed.Engl.35. 1800-1802 (1996)
[Publications] M.Miki et al.: "Infrared Spectroscopic Studies of Carbon Clusters Trapped in Solid Parahydrogen" J.Phys.Chem.100. 12135-12137 (1996)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

環状炭素クラスターの振電状態の解明

Principal Investigator

若林 知成 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30273428)

Research Products

[Publications] T.Wakabayashi et al.: "Photoelectron Spectroscopy of C_n-Produced from Laser Ablated Dehydroannulene Derivatives Having Carbon Ring Size of n=12,16,18,20,and 24" J.Chem.Phys.107. 4783-4787 (1997)

[Publications] T.Wakabayashi et al.: "Preferential Formation of C_<10>-upon Tandem Irradiation of Graphite with IR and UV Laser Pulses" J.Chem.Phys.107. 1152-1155 (1997)

[Publications] T.Wakabayashi et al.: "Towards the Selective Formation of Specific Isomers of Fullerenes:T-and p-Dependence in the Yield of Various Isomers of Fullerenes C_<60>-C_<84>" Z.Phys.D. 40. 414-417 (1997)

[Publications] Y.Tobe et al.: "A New Entry into Cyclo[n]carbon:[2+2]Cycloreversion of Propellane-Annelated Dehydroannulenes" J.Am.Chem.Soc.118. 2758-2759 (1996)

[Publications] Y.Tobe et al.: "Generation of Cyclocarbons with 4n Carbon Atoms(C_<12>,C_<16>,and C_<20>)by[2+2]Cycroreversion of Propellane-Annelated Dehydroannulenes" Angew.Chem.Int.Ed.Engl.35. 1800-1802 (1996)

[Publications] M.Miki et al.: "Infrared Spectroscopic Studies of Carbon Clusters Trapped in Solid Parahydrogen" J.Phys.Chem.100. 12135-12137 (1996)

若林知成京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30273428)