| 研究概要 |
[ZnX_2・5H_2O(X=Br,I)の構造]液体窒素温度まで冷却できるクライオスタットを製作した。液体試料ZnBr_2・4H_2Oは25°,-5°Cで、ZnI_2・5H_2Oは85°,40°,25°,-5°,-20°CでX線回折測定を行った。動径分布関数およびモデル解析の結果、いずれの溶液中でもハロゲン化物イオンは、亜鉛イオンの周りに四面体の配置で並んでいる。ZnーBr,BrーBr原子間距離はそれそれ2.44Å,4.07Åである。ZnーI,IーI原子間距離は、それぞれ2.66Å,4.46Åである。ZnーXの平均配位数は温度により変化しないが、XーX平均配位数は過冷却状態では室温の時より増加した。この結果は、過冷却状態においてもガラス状態でみられたZnX_2・3H_2O=ZnH_2O)^<2+>_6+ZnX_4^<2->の反応がおこることを支持する。[LiCl・5D_2Oの構造] 同位体試料^7L^<35>CL・5P_2O,^7Li^<37>Cl・5D_2Oについて25°,-100°,-180°においてパルス中性子回折実験を行った。同位体置換法により解析を行い、塩化物イオンの周りの水和構造(ClーD,ClーO原子間距離,配位数)を室温、過冷却状態、ガラス状態において明らかにした。
[多孔性シリカ中の水の構造と動的性質]多孔性シリカガラス(孔径30Å,100Å)に水を充填した試料について、DSC測定、中性子回折中性子準弾性散乱の測定を室温〜-80°Cにおいて行った。DSCの結果-35°C付近で細孔内の水が連結する。結晶化に伴う発熱ピ-クが2種類現れることから、細孔内には2種類の水が存在する。中性子回折の結果、温度低下に伴って1.8Å付近の0ーD結合に基くピ-クが成長し水素結合が増加することがわかった。-80°Cでも結晶ピ-クは現れず、氷はアモルファス状態であると考えられる。中性子準弾性散乱の結果から、温度の低下とともにピ-クの半値幅が減少し、水分子の運動が減少する。また、孔径が小さくなっても水分子の運動が抑えられる。
|
