高分解能分光法によるラジカル錯体の検出と構造および分子間ポテンシャルの決定

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13127101
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 遠藤 泰樹 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (40106159)
• 研究分担者: 笠井 康子 独立行政法人, 通信総合研究所, 主任研究員 (60281630)
• キーワード: 化学物理 / 環境分析 / 原子・分子物理 / 分子間力 / 分子錯体

研究概要

大気中での各種の化学反応や、地球大気の熱収支に対して、様々な分子錯体の存在が無視できない寄与をしているのではないかという主張に対して、我々は、フーリエ変換マイクロ波分光法などの高分解能分光の手法を通じてそれら分子錯体の実験室での検出を試みるとともに、実際の大気中での存在量の推定、大気中での観測の可能性を考察した。大気でのリモートセンシングに用いられるミリ波領域のデータを収集するための2重共鳴分光装置を整備し、この装置を用いて、紫外線の弱い極域でのオゾン層破壊に重要な寄与をしているとされているClOOおよびBrOOラジカルの高分解能スペクトルを初めて観測した。これらのラジカルが異常に弱いCi-O、Br-O結合を持つことを実験的に確認した。また、そのポテンシャルを精密に決定することにより、特にCl+O_2<->ClOOの平衡定数を見積もり、実験値との比較からCl-O結合エネルギーを正確に見積もった。ミリ波領域の遷移を観測できたことから、これらのラジカルを大気中で観測する可能性ができ、オゾン層破壊のメカニズムの実証的な研究の進展が期待できる。
また、対流圏の大気反応において重要な寄与をすると考えられる有機過酸化ラジカルとして、CH_3OOの高分解能スペクトルを初めて観測した。これも分光学的データのきわめて限られていたラジカル種である。今後このラジカルの詳細が明らかになることにより、大気反応での役割が解明できると期待できる成果である。

研究成果

• [文献書誌] Y.Sumiyoshi, Y.Endo, Y.Ohshima: "Intramolecular potential energy surface of Ar-SH(^2π_i) determined by a simultaneous analysis of Ar-SH/O studied by FTMW spectnoscopy"Journal of Molecular Spectrocopy. 222. 22-30 (2003)
• [文献書誌] M.Nakajima, Y.Sumiyoshi, Y.Endo: "Pure rotational spectrum of the NCCS radical studied by Fourier-microwave spectroscopy"Journal of Chemical Physics. 118. 7803-7807 (2003)
• [文献書誌] M.Nakajima, Y.Yoneda, Y.Sumiyoshi, Y.Endo: "Laser-induced fluorescence spectroscopy of NC_3S"Journal of Chemical Physics. 120. 2662-2666 (2004)
• [文献書誌] A.Mizoguchi, Y.Ohshima, Y.Endo: "Microscopic hydration of sodium chloride ion pair"Journal of American Chemical Society. 125. 1716-1717 (2003)
• [文献書誌] Y.Sumiyoshi, T.Ueno, Y.Endo: "Characterization of the CCCl radical in the X^2A^1 state by Fourier-transform microwave spectroscopy and ab initio calculations"Journal of Chemical Physics. 119. 1426-1432 (2003)
• [文献書誌] M.Nakajima, Y.Yoneda, Y.Sumiyoshi, Y.Endo: "Laser-induced fluorescence and fluorescence depletion spectroscopy of SCCS"Journal of Chemical Physics. 119. 7805-7813 (2003)