新しい2重共鳴分光法を用いた含金属炭素鎖分子の分子構造及び電子構造の研究

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16750005
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 住吉 吉英 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (50291331)
• キーワード: 2重共鳴分光法 / 炭素鎖分子 / マイクロ波分光 / 分子構造 / 電子構造

研究概要

本研究課題で開発した新しい2重共鳴分光装置を用いて、炭素鎖分子の分子構造や電子構造におけるハロゲン置換効果を見出した。さらに、本装置を用いてこれまで知られていなかった酸素原子からなる鎖状分子の検出に成功し、その分子構造を始めて決定した。これらの業績について以下に概説する。
研究実績[1]
ハロゲン原子(塩素原子)のような電子親和性の強い原子が結合することで、炭素鎖分子の電子構造や炭素骨格の幾何学構造が大きく変化することを見出した。更にこの傾向は炭素骨格が長くなる事で増長されることも新たに確認した。
最も単純なCCClでは2つの電子状態が塩素原子の強い電子親和力で近接することが、我々の以前の研究で明らかになっていたが、今年度新たに炭素骨格が伸びたCCCCClのマイクロ波分光を行い、電子状態の混合がより促進され、電子基底状態の近傍でConical intersectionを起こしていることを明らかにした。
研究実績[2]
これまで全く知られていなかった、酸素原子を基本とする鎖状分子の検出に成功し、初めて分子構造に関する知見を得た。これまで知られている酸素鎖分子は酸素原子2個から成るHOOHやHOOなどのような2酸化物のみであった。今年度の研究でより長い酸素鎖からなるHOOOHやHOOO分子の同定に成功した。これら酸素鎖分子の鎖骨格は、これまでによく知られている炭素鎖分子の結合様式とは全く異なり、通常の共有結合よりもかなり結合エネルギーの小さな、特異な結合を形成していること等を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] The rotational spectrum and structure of the HOOO radical (2005)
  • 著者名/発表者名: Suma, K., Sumiyoshi, Y., Endo, Y.
  • 雑誌名: Science 308 ページ: 1108-1109
• [雑誌論文] Spectroscopy of Ar-SH and Ar-SD I: Observation of rotation-vibration transitions of a van der Waals mode by double-resonance spectroscopy. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sumiyoshi, Y., Katsunuma, H., Suma, K., Endo, Y.
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 123 ページ: 054324-1-054324-7
• [雑誌論文] Spectroscopy of Ar-SH and Ar-SD II: Determination of the three-dimensional intermolecular potential energy surface. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sumiyoshi, Y., Endo, Y.
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 123 ページ: 054325-1-054325-11
• [雑誌論文] Rotational spectra of the CCCCCl radical (2005)
  • 著者名/発表者名: Sumiyoshi, Y., Kotoh, K., Endo, Y.
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 414 ページ: 82-86
• [雑誌論文] Rotational spectrum and hydrogen bonding of the H_2O-OH radical complex (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, Y., Sato, K., Sumiyoshi, Y., Endo, Y.
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 127 ページ: 1108-1109
• [雑誌論文] Microwave and millimeter wave spectroscopy of the open-shell van der Waals complex Ar-HO_2 (2005)
  • 著者名/発表者名: Suma, K., Funato, W., Sumiyoshi, Y., Endo, Y.
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 122 ページ: 184302-1-184302-6
• [雑誌論文] Rotationally resolved fluorescence depletion spectroscopy of SCCS^- (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, M., Matsuyama, Y., Sumiyoshi, Y., Endo, Y.
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 410 ページ: 172-176
• [雑誌論文] Spectroscopic characterization of a molecule with a weak bond: the BrOO radical (2005)
  • 著者名/発表者名: Suma, K., Sumiyoshi, Y., Endo, Y.
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 123 ページ: 024312-1-024312-6
• [雑誌論文] Gas phase electronic spectrum of the HSCCS radical by laser-induced fluorescence spectroscopy (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, M., Yoneda, Y., Toyoshima, H., Sumiyoshi, Y., Endo, Y
  • 雑誌名: Journal of Molecular spectroscopy 232 ページ: 255-263
• [雑誌論文] The rotational Spectrum and structure of HOOOH (2005)
  • 著者名/発表者名: Suma, K., Sumiyoshi, Y., Endo, Y.
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 127 ページ: 14998-14999