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超音速分子線発生装置で生成した気相クラスターをイオン化すると、種々の新奇イオン種を効率よく発生することが出来る。その際、質量分析法と赤外分光法とを結合して新開発した物質構造解析手法を活用して、反応中間体イオンに相当する新奇イオン種の非古典的結合構造を分光解析し、量子化学理論計算手法改良に資する実験的指針を提供するとともに、その反応中間体イオン種の特異構造に関係する振動励起・電子励起を利用した新しい光誘起反応制御法を開拓する。
本年度の主な成果は以下の通りである。
1.ヘキサフロロベンゼンC_6F_6とアンモニアNH_3は芳香族求核置換反応によってペンタフロロアニリンC_6F_5NH_2を生成するが、超音速分子線法で生成したC_6F_6-NH_3(1:1)気相コンプレックスを光イオン化して、反応中間体イオン(C_6F_5NH_3)^+を始めて観測することに成功し、赤外分光解析によって反応中間体としての構造解析を行った。
2.気相におけるフォルムアミド・水クラスターの真空紫外光イオン化によって生成したイオン種の赤外分光解析を行い、イオン状態における水素結合構造変化過程を追跡することに成功した。
3.水和メタノールクラスター系における水素結合ネットワーク構造形態について、各サイズごとの特徴的形態形成プロセスを赤外分光解析と理論計算解析を併用して明らかにした。
4.基本的3原子分子の一つであるHCP分子は前期解離によってH(^2S)+CP(X^2Σ^+)に分離するが、高精度分光法による分子回転構造解析から、その解離エネルギーを精密決定し、フラグメント生成機構を始めて解明した。
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