超励起状態からの自動イオン化の理論的研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09740424
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 石田 俊正 静岡大学, 工学部, 助教授 (50212890)
• キーワード: 超励起状態 / ペニングイオン化 / アルゴン / ヘリウム / 自動イオン化 / 準安定励起状態

研究概要

イオン化状態より高い励起状態である、超励起状態からのイオン化、とくに、電子的な超励起状態である第一種超励起状態からのイオン化であるペニングイオン化に関する量子化学的・反応動力学研究を行った。
今年度は、Ar+He(2^1S)の系について計算を行い、Ar+He(2^3S)の系との比較を行い、励起種による違い、ペニングイオン化に対するスピン軌道相互作用の効果を調べた。低衝突エネルギーでは、P_<3/2>状態へのイオン化断面積のP_<1/2>状態へのイオン化断面積に対する比が状態の統計的重率比である2であるが、高衝突エネルギーでは、その比が増加すること、増加の程度が三重項の場合より、一重項の方が大きいことが示された。以上の結果は、最近の電子エネルギーと衝突エネルギーに関する二次元ペニングイオン化スペクトルの実験結果を定性的に再現するものである。衝突エネルギーによる断面積比の変化は、P_<3/2>状態に相関するΣ_<1/2>状態のΣ性が核間距離が短くなることにより顕著になり、同状態を生成する自動イオン化の部分幅が大きくなることにより説明できた。弾性散乱の角度分布の実験結果から、ポテンシャルに小さな極大の存在が示唆されるとするグループと、そのような極大は存在しないとするグループがあったが、理論計算は後者の実験結果を支持する結果となった。
その他、関連して、ポテンシャル面の自動生成、反芳香族性、原子核に働く力の軌道分割に関する理論的研究を行った。

研究成果

• [文献書誌] T.Ishida: "A quantum chemical and classical dynamics calculation for Penning ionization H_2O+He^*(2^1S)→H_2O+He+e^-. Comparison with the He^*(2^3S) metastable" Journal of Physical Chemistry A. 102. 2283-2288 (1998)
• [文献書誌] Toshimasa Ishida and George C.Schatz: "Monte Carlo sampling methods for determining potential energy surfaces using Shep-ard interpolation. The O(^1D)+H_2 system." Chem.Phys.Lett.298. 285-292 (1998)
• [文献書誌] Toshimasa Ishida,Sumio Oe,and Jun-ichi Aihara: "Raison d'etre of apparently antiaromatic 1,2-dithiin derivatives in nature" THEOCHEM. in press. (1999)
• [文献書誌] Toshimasa Ishida and Koichi Ohno: "Force analysis by molecular orbitals-Partition of the Hellmann-Feynman force into one-electron orbital contributions-" THEOCHEM. in press. (1999)
• [文献書誌] Jun-ichi Aihara and Toshi-masa Ishida: "Monocyclic Heterocyclic Biomolecules Conform to the Rule of Topological Charge Stabilization" Bull.Chem.Soc.Jpn.in press. (1999)