2017 Fiscal Year Annual Research Report
Speciation of trace elements for the prediction of isotope fractionation
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15H02149
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高橋 嘉夫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10304396)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大野 剛 学習院大学, 理学部, 准教授 (40452007)
飯塚 毅 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70614569)
柏原 輝彦 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海底資源研究開発センター, 研究員 (70611515)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 同位体分析 / 化学種解析 / ＸＡＦＳ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は、Mn酸化物に対するMoの吸着構造とそれに伴うMoの同位体分別の実験結果を合理的に解釈できる吸着構造モデルを検討するために、量子化学計算を行い、Moが大きな同位体分別を起こす元素的な性質について考察を行った。本研究で提案する吸着構造モデルは、単量体であってもポリモリブデン酸に見られる、末端酸素との短い結合Mo=Oと、そのtrans位の長いMo…O結合を持った歪んだ八面体構造をとる。これらの結合距離はEXAFS解析から報告されているMo-O距離と良い一致を示した。また、この構造を用いて見積もられた吸着に伴う同位体分別の値は1.79‰となり、実験値を良く再現した。この大きな同位体分別は、溶液中では四面体構造のMoがマンガン酸化物への吸着によって歪んだ八面体構造へと変化することが原因と考えられている。歪んだ八面体吸着構造に見られる短い結合(Mo=O)のtrans位の結合が長くなる原因は、trans影響として知られており、trans位にある2つの配位子が中心金属のd軌道を共有することに起因する。このtrans影響はMo(VI)などのd0電子配置の時に最も大きくなる。さらに、d0, d10電子配置の金属（イオン）の酸化物など大きな配位子を持つ化合物の構造は、結晶場の安定化が殆どないため、配位子間の反発が構造決定の主要因となり、四面体構造を取る。また、金属錯体の配位数は中心金属のイオン半径に比例し、その構造を規定する。6族元素Cr(VI), Mo(VI)およびW(VI)のイオン半径(6配位)は0.44 A, 0.59 Aおよび0.60 Aであり、MoおよびWのマンガン酸化物に対する吸着構造は6配位であり、一方で、Crは4配位のまま鉄水酸化鉱物に吸着する。従って、Mo同位体分別の要因は、Mo(VI)がd0電子配置と適切なイオン半径を持つことに起因することが示唆された。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(73 results)
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[Journal Article] Reconstruction of the temporal distribution of U-236/U-238 in the Northwest Pacific Ocean using a coral core sample from the Kuroshio Current area2017
Author(s)
T. Nomura, A. Sakaguchi, P. Steier, R. Eigl, A. Yamakawa, T. Watanabe, K. Sasaki, T. Watanabe, R. Golser, Y. Takahashi, and H. Yamano
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Journal Title
Marine Chemistry
Volume: 190
Pages: 28-34
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Spatially Resolved Distribution of Iron Species around Microbe at Submicron Scale in the Natural Bacteriogenic Iron Oxides,2017
Author(s)
H. Suga, S. Kikuchi, Y. Takeichi, C. Miyamoto, M. Miyahara, S. Mitsunobu, T. Ohigashi, K. Mase, K. Ono, and Y. Takahashi
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Journal Title
Microbes and Environments
Volume: 32
Pages: 283-287
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Continuous Accumulation of Hydrogenetic Ferromanganese Crusts Since 18 Ma Over Full Water Depths in a NW Pacific Seamount -Evidence from a Joint Geoscientific Study using ROVs at the Takuyo-Daigo Guyot-2017
Author(s)
A. Usui, K. Nishi, H. Sato, B. Thornton, T. Kashiwabara, A. Tokumaru, A. Sakaguchi, K. Yamaoka, S. Kato, S. Nitahara, K. Suzuki, K. Iijima, and T. Urabe
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Journal Title
Ore Geology Reviews
Volume: 87
Pages: 71-87
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Biotic manganese oxidation coupled with methane oxidation using a continuous-flow bioreactor system under marine conditions2017
Author(s)
S. Kato, M. Miyazaki, S. Kikuchi, T. Kashiwabara, Y. Saito, E. Tasumi, K. Suzuki, K. Takai, L.T. Cao, A. Ohashi, and H. Imachi
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Journal Title
Water Science and Technology
Volume: 76
Pages: 1781-1795
DOI
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