ダイレクト・アブイニシオ・ダイナミックス法によるイオン・分子反応の理論的研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10740261
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 田地川 浩人 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10207045)
• Keywords: ダイレクト・ダイナミックス法 / イオン-分子反応 / 衝突過程 / 化学反応理論 / トラジェクトリー / フォンデルワールス

Research Abstract

本研究では、イオン分子反応、特にプロトン移動反応における反応生成物の振動・回転量子数分布を支配している因子を、本研究で開発したダイレクト・ダイナミックス法により明らかにすることを目的とした。さらにこれまでに実験が行われていない反応系について、振動・回転状態分布を理論的に予測し、実験計画の指針となるモデルを構築することが本研究の目標である。昨年度は、2分子衝突反応系でのイオン・分子反応を研究し、その反応を支配している因子を明らかにした。本年度は、さらに、ダイナミックスの詳細を明らかにするため,これらの中性ダイマーおよびファンデルワールス錯体からのイオン化に伴うダイナミックスを同様な方法で取り扱い、量子状態分布の特異性についての原因を明らかにした。対象とした反応系は、水ダイマー、メタノールダイマー、エチレン-HF錯体およびベンゼン-HF錯体である。たとえば、ベンゼンHF錯体の場合、
Bz・・HF+hν・e→ (Bz・・HF)^+→Bz^+・・FH 錯合体生成
→ Bz^+ + HF 解離チャンネル
2つの反応チャンネルが存在し、これらの分岐比が中性錯体の温度により大きく変わることを理論的に予測した。これらダイマーや錯体からの反応は、衝突配向を規定したダイナミックスを取り扱うことに相当し、全反応と比較することによりダイナミックスについての詳細を追うことができる。それらの2分子反応系と比較する事により、ダイナミックスについて詳細なメカニズムを明らかにした。以上、本研究で開発したダイレクト・アブイニシオ・ダイナミックス法により、多次元系の化学反応の詳細が議論できた。

Research Products

• [Publications] H.Tachikawa: "Direct Ab-initio Dynamics Study on a gas phase Microsolvated S_N2 Reaction of F(H_2O) with CH_3Cl"J. Phys. Chem. A. 104. 495-503 (2000)
• [Publications] H.Tachikawa: "Ionization dynamics of the benzene-HF complex : Direct ab-initio dynamics Study"J. Phys. Chem. A. 103. 6873-6879 (1999)
• [Publications] H.Tachikawa: "Photodissociation dynamics of HFCO(T_1)"Phys. Chem. Chem. Phys.. 1. 2675-2679 (1999)
• [Publications] H.Tachikawa: "Ionization dynamics of Methanol Dimer : Direct ab-initio dynamics Study"Chem. Phys.. 224. 263-272 (1999)
• [Publications] H.Tachikawa: "Electron Localization in Polysilane Radical Ions"J. Phys. Chem. A. 103. 2501-2505 (1999)
• [Publications] H.Tachikawa: "Reaction mechanism of the astrochemical electron capture reaction HCNH^+ + e^- → HNC + H : a direct ab-initio dynamics study"Phys. Chem. Chem. Phys.. 1. 4925-4930 (1999)