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光解離により生成した鉄を含むラジカル種の 赤外ダイオードレーザー分光

光解離により生成した鉄を含むラジカル種の 赤外ダイオードレーザー分光. 量子化学研究室　陶山真吾. ？. Fe(NO) 2. Fe-NO: 直線構造（ 2 D i ） Fe-(CO) 2 : 直線構造（ 3 S g - ） Fe-CO: 直線構造（ 3 S - ）. Fe(NO) 2 の DFT 計算. Gas phase での測定. Fe 原子の 3 d 電子によって複雑な電子状態を持つ. (BP86/6-311+G * ). ・ L. Andrews and M. Zhou, J. Chem. Phys.A., (2000). → 　非直線構造.

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光解離により生成した鉄を含むラジカル種の 赤外ダイオードレーザー分光

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  1. 光解離により生成した鉄を含むラジカル種の赤外ダイオードレーザー分光光解離により生成した鉄を含むラジカル種の赤外ダイオードレーザー分光 量子化学研究室　陶山真吾 ？

  2. Fe(NO)2 Fe-NO:直線構造（2Di） Fe-(CO)2:直線構造（3Sg-） Fe-CO:直線構造（3S-） Fe(NO)2のDFT計算 Gas phaseでの測定 Fe原子の3d電子によって複雑な電子状態を持つ (BP86/6-311+G*) ・L. Andrews and M. Zhou, J. Chem. Phys.A., (2000) →　非直線構造 11 Fe(NO)2も直線構造？ （1g+）

  3. 高分解能での測定が必要 Fe(NO)2の高分解能による測定を行う。 Fe(NO)2を時間分解赤外ダイオードレーザー分光法により検出し、分子構造や電子状態の知見を得る の強度が非常に小さい(: 3=1:10) L. Andrews and M. Zhou, J. Chem. Phys.A., (2000) Fe rod laser ablation+Ne matrix NO対称伸縮振動) =1810.8cm-1  Fe(NO)2のスペクトル 3NO逆対称伸縮振動) =1744.6cm-1  研究の目的 Fe(NO)2 の電子状態や分子構造

  4. 実験 Excimer Laser hn KrF 248 nm or XeF 351 nm Fe(CO)2(NO)2 Fe(NO)2 Fe(CO)2(NO)2 30 mTorr D.L. Fe(NO)2 P.D. Ar Ar Pump 800 mTorr S.D. Trigger : 50 Hz Amp. Detector Computer

  5. (a)に現れた吸収線→ Fe(NO)2とFe(CO)(NO) (b)に現れた吸収線→ Fe(NO)2のみ と考えられる。 結果 観測されたスペクトル

  6. 50%異なる 直線、または折れ曲がり角度が浅いことを示している Fe(NO)2の分子構造 非直線分子の場合 0.10 cm-1間隔 0.12 cm-1間隔 A = 0.2471cm-1 B = 0.0877cm-1 C = 0.0647cm-1 B + C = 0.1524cm-1 直線分子の場合 B = 0.0516cm-1 2B = 0.1032cm-1

  7. ・スペクトルパターンの比較: K=0 K=0 K=0 K=1 K=1 K=1 K=2〜10 K=2〜10 K=2〜10 1749.5 1749.5 1749.6 1749.6 1749.7 1749.7 1749.8 1749.8 1749.9 1749.9 1750 1750 非直線分子に見られるK構造が観測されていない → Fe(NO)2が非直線分子でないことを示している 直線の場合 非直線の場合 Fe(NO)2の分子構造 2B = 0.1032cm-1 N核、O核の核スピンによる 強度交代の観測が必要 B + C = 0.1524cm-1 スペクトルのK構造

  8. 3:6:3 N原子の核スピン= 1 O原子の核スピン= 0 Fe(NO)2の分子構造 NとOはBose粒子 電子状態:1g+ J:回転の角運動量 基底状態の波動関数の対称性 核スピンに関して s:対称 　→6個 a:反対称 　→3個 Fe(NO)2が直線構造の場合： 吸収線に6:3の強度交代が見られる ⇒Fe(NO)2は直線型分子、 　もしくはN-Fe-N間が浅く曲がった構造

  9. ・Fe(NO)2分子をFe(CO)2(NO)2の光解離により生成し、・Fe(NO)2分子をFe(CO)2(NO)2の光解離により生成し、 赤外ダイオードレーザー分光法により検出した。 ・得られたスペクトルの構造とスピン交代から、Fe(NO)2は 直線型分子、もしくはN-Fe-N間が浅く曲がった構造である ことがわかった。 ・KrFとXeFの二種類の紫外光による実験を行い、KrF エキシマーレーザーを用いた測定では、Fe(CO)(NO)が 同時に生成していると思われる。 結論

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