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高振動励起分子のエネルギー緩和過程と反応過程の競争機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18350011
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関広島大学

研究代表者

山崎 勝義  広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90210385)

研究分担者 高橋 修  広島大学, 大学院・理学研究科, 助教 (60253051)
研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
15,120千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 1,920千円)
2008年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2007年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2006年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
キーワード振動励起 / 化学反応 / 振動緩和 / エネルギー移動 / 速度定数 / 分子衝突 / 反応動力学 / シミュレーション
研究概要

本年度は,初年度および第2年度の研究成果をさらに発展させると同時に3年間の研究の取りまとめを行った。実験に関しては,前年度までに確立した測定システムを利用して,広範囲の高振動励起分子の単一振動準位検出を行い,他分子との衝突による素過程を速度論的に追跡した。理論計算に関しては,高振動励起状態の振動緩和速度の理論的算出を目的として以下のとおり実施した。
(1)オゾン(O_3)の紫外光解離(266nm)により生成するO_2(X^3Σ^-_g)の広範囲振動励起準位v=6-12を,B^3Σ^-_u-X^3Σ^-_g遷移にもとづくれレーザ誘起蛍光(LIF)を用いて検出し,CF_4との衝突によるエネルギー移動過程の速度定数を決定した。振動励起O^2からCF_4へのエネルギー移動速度は,無極性分子同士であるにもかかわらず,過去に報告されたすべての衝突分子より高速であることを明らかにした。この成果は,J.Phys Chem.A誌への投稿を依頼され,特集号“A Festschrift for Stephen R.Leone"に掲載された。
(2)ハイパフォーマンス・コンピュータによりN_2-O_2間のポテンシャル面を作成し,エネルギー緩和速度を評価するために開発したコードを用いて緩和過程の計算に成功した。また,振動緩和速度の理論的算出手法の開発を同時に行い計算手法を確立した。
以上の本年度の成果と過去2年間の成果をとりまとめ,多振動準位の衝突素過程の速度定数決定法に加えて,振動緩和機構の詳細解明および緩和過程と反応過程の分岐比決定の汎用手法を確立し,理論計算による検証を行った。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (18件) 図書 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The Origin of the Relative stability of Axial Conformers of Cyclohexane and Cyclohexanone Derivatives : Importance of the CH/n and CH/πHydrogen Bonds.2009

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 82・2

      ページ: 272-276

    • NAID

      10025116171

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The conformation of levopimaric acid investigated by high-level ab initio MOcalculations. Possibility of the CH/πhydrogen bond.2009

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 雑誌名

      Tetrahedron 65・17

      ページ: 3525-3528

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic Study of Vibrational Energy Transfer from a Wide Range of Vibrational Levels of O_2(X^3Σ_g, ν=6 -12) to CF_4.2008

    • 著者名/発表者名
      山崎 勝義
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A 112・39

      ページ: 9290-9295

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Conformation of Alkyl Cyclohexanones and Terpenic Ketones. Interpretation for the 'Alkylketone Effect' Based on the CH/π(C=O)Hydrogen Bond.2008

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 雑誌名

      Tetrahedron 64・10

      ページ: 2433-2440

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Origin of the Axial-alkyl Preference of (R)-a-phellandrene and Related Compounds Investigated by High-level ab initio MO Calculations. Importance of the CH/π Hydrogen Bond.2008

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 雑誌名

      Tetrahedron 64・24

      ページ: 5773-5778

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short-time Maximum Entropy Method Analysis of Molecular Dynamics Simulation : Unimolecular Decomposition of Fohnic Acid.2008

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 雑誌名

      Chem. Phys. 351・1-3

      ページ: 7-12

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Conformation of Alkyl Cyclohexanones and Terpenic Ketones. Interpretation for the "Alkylketone Effect" Based on the CH/π(C=O) Hydrogen Bond.2008

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 雑誌名

      Tetrahedron 64・10

      ページ: 2433-2440

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibrational Relaxation of O_2(X^3Σ_g^-,v=9-13)by Collisions with O_2.2007

    • 著者名/発表者名
      山崎 勝義
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys. 9・31

      ページ: 4407-4413

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematics of the Gradient on the Resonant Core-Hole State.2007

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 雑誌名

      J. Mol. Struct. THEOCHEM 808・1-3

      ページ: 35-40

    • NAID

      120000872046

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Anomeric Effect Revisited. A Possible Role of the CH/n Hydrogen Bond.2007

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 雑誌名

      Carbohydr. Res. 342・9

      ページ: 1202-1209

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Origin of the Gauche Preference of n-Propyl Halides and Related Molecules Investigated by ab initio MO Calculations, Importance of CH/n Hydrogen Bond.2007

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 440・1-3

      ページ: 64-69

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quenching and Vibrational Relaxation of SO(B^3Σ^-,V'【less than or equal】3) by Collisions with Ar and N_2・2007

    • 著者名/発表者名
      波田野 貴之
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A 111・7

      ページ: 1200-1206

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] confornational Stability of Benzyl Methy Ether Connected with CH...πInteraction studied by Matrix-Isolation Infrared Spectroscopy and Theoretical Calculations.2007

    • 著者名/発表者名
      新屋 慶
    • 雑誌名

      J. Mol.Struc. 827・1-3

      ページ: 155-164

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Electron-Ion Coincidence Spectroscopic Study of Site-Specific Fragmentation Caused by Si : 2_p Core-Level Photoionization of F_3SiCH_2CH_2Si(CH_3)_3 Vapor.2007

    • 著者名/発表者名
      長岡 伸一
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A 75・2

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Efficient Vibrational Relaxation of O_2(X^3Σ,v =8) by Collisions with CF_<4・>2006

    • 著者名/発表者名
      山崎 勝義
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys. 8・16

      ページ: 1936-1941

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] High Pressure Effect on Vibrational Structure of Insensitive Energetic Material 5-Nitro-2,4-Dihydro-1,2,4-Triazole-3-One.2006

    • 著者名/発表者名
      日吉 玲子
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A 110・32

      ページ: 9816-9827

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] structure of Water Adsorbed on the Open Cu(110) Surface : H-ap,H-down,or Both?2006

    • 著者名/発表者名
      T.Schiros
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Letters 429・4-6

      ページ: 415-419

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Inner-Shell Excitation Spectroscopy and Fragmentation of Small Hydrogen- Bonded Clusters of Formic-Acid at the Oxygen K-Edge.2006

    • 著者名/発表者名
      田林 清彦
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 125・19

      ページ: 194307-194310

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Orgin of the π-Facial Stereoselectivity in the Addition of Nucleophilic Reagents to Chiral Aliphatic Ketones.2006

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 雑誌名

      Chem. Asian J. 1・6

      ページ: 852-859

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Rate Coefficients for Vibrational Relaxation of O_2 Determined by the Integrated-Profiles Analysis.2008

    • 著者名/発表者名
      山崎 勝義
    • 学会等名
      3rd Japanese-Russian Seminar
    • 発表場所
      東広島
    • 年月日
      2008-12-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 多量子緩和により生じる隣接2準位Profile積分解析の誤差と適用限界2008

    • 著者名/発表者名
      山崎 勝義
    • 学会等名
      2008年日本化学会西日本大会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2008-11-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] アンモニアクラスターの電子状態と内殻励起光吸収過程2008

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 学会等名
      第2回分子化学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] アセトンクラスターの軟X線分光に関する理論的研究2008

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 学会等名
      第2回分子化学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Profile積分解析による多量子振動緩和速度定数の評価法の確立2008

    • 著者名/発表者名
      山崎 勝義
    • 学会等名
      第24回化学反応討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2008-06-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Profile積分解析による多段逐次反応速度の高精度測定2007

    • 著者名/発表者名
      山崎 勝義
    • 学会等名
      日本分光学会中国四国支部広島地区講演会
    • 発表場所
      東広島
    • 年月日
      2007-12-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 広範囲振動準位O_2(X^3Σ_g^-,v=6-13)のO_2による緩和過程に関するProfile積分解析2007

    • 著者名/発表者名
      渡辺 信嗣
    • 学会等名
      第4回ナノ・バイオ・インフォ化学シンポジウム
    • 発表場所
      東広島
    • 年月日
      2007-12-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 複数の手法による振動状態分布決定にもとづくオゾン光解離ダイナミクスの解明2007

    • 著者名/発表者名
      碓田 真也
    • 学会等名
      第4回ナノ・バイオ・インフォ化学シンポジウム
    • 発表場所
      東広島
    • 年月日
      2007-12-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 隣接2振動準位占有数の同-経時変化に対するProfile積分法の適用2007

    • 著者名/発表者名
      渡辺 信嗣
    • 学会等名
      2007年日本化学会西日本大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2007-11-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 励起スペクトル強度法と緩和速度法を用いた光解離生成分子の初期振動状態分布決定2007

    • 著者名/発表者名
      碓田 真也
    • 学会等名
      2007年日本化学会西日本大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2007-11-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 量子化学計算による内殻励起状態ダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 学会等名
      軟X線実験技術研究会 原子・分子の内殻励起研究会 合同研究会
    • 発表場所
      佐用(兵庫県)
    • 年月日
      2007-10-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 同一時間依存性を有する隣接2振動準位間緩和速度のProfile積分法による解析2007

    • 著者名/発表者名
      渡辺 信嗣
    • 学会等名
      第1回分子科学討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] O_3/266nm光解離系で生成するO_2(X^3Σ_g^-,v)の初期振動状態分布2007

    • 著者名/発表者名
      碓田 真也
    • 学会等名
      第1回分子科学討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-09-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical studies for X-ray absorption spectra and their reactions of alcohol clusters.2007

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 学会等名
      International Symposium on Molecular Theory for Real Systems
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2007-07-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Kinetic Study on the Vibrational Energy Transfer from O_2(X^3Σ_g^-,v=8-13)to O_2.2007

    • 著者名/発表者名
      渡辺 信嗣
    • 学会等名
      International Symposium on Molecular Theory for Real Systems
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2007-07-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 振動準位間緩和速度定数の決定と多量子緩和機構2007

    • 著者名/発表者名
      山崎 勝義
    • 学会等名
      第23回化学反応討論会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2007-06-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] アルコールクラスタの内殻吸収スペクトルと反応に関する理論的研究2007

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 学会等名
      第23回化学反応討論会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2007-06-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 内殻励起化学反応に対する理論計算2007

    • 著者名/発表者名
      高橋 修
    • 学会等名
      PF研究会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2007-05-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 平衡定数に関する誤解-高等学校教科書の解説における問題点-2009

    • 著者名/発表者名
      山崎 勝義
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      東京化学同人
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] Pauli原理とSlater行列式2009

    • 著者名/発表者名
      山崎 勝義
    • 総ページ数
      72
    • 出版者
      分子科学会(印刷中)
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] 「成分」と「基底」の変換の相違点2008

    • 著者名/発表者名
      山崎 勝義
    • 総ページ数
      41
    • 出版者
      分子科学会
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] Clebsch-Gordan係数と射影演算子2007

    • 著者名/発表者名
      山崎 勝義
    • 総ページ数
      74
    • 出版者
      分子科学会
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 電磁気学における単位系2007

    • 著者名/発表者名
      山崎 勝義
    • 総ページ数
      28
    • 出版者
      分子科学会
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/kyam/pages/results/monograph/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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