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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. 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. - PowerPoint PPT Presentation
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Fe(NO)2
Fe原子の 3d電子によって複雑な電子状態を持つ
Fe(NO)2 の DFT計算・ L. Andrews and M. Zhou, J. Chem.
Phys.A., (2000)
→ 非直線構造
Fe-NO:直線構造( 2i )
Fe-(CO)2:直線構造( 3g
)
Fe-CO:直線構造( 3 )
Gas phase での測定
Fe(NO)2 も直線構造?( 1g
+ )
11
(BP86/6-311+G*)
Fe(NO)2のスペクトル
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
研究の目的
NO対称伸縮振動 )
=1810.8cm-1
3NO逆対称伸縮振動 )
=1744.6cm-1
Fe rod laser ablation+Ne matrix
L. Andrews and M. Zhou, J. Chem. Phys.A., (2000)
Fe(NO)2 の電子状態や分子構造
高分解能での測定が必要
の強度が非常に小さい (: 3=1:10)
D.L.
S.D.
Pump
Computer
実験
Amp.Detector
Fe(CO)2(NO)2
Ar Ar
P.D.
Trigger : 50 Hz
30 mTorr
800 mTorr
Excimer Laser
Fe(NO)2
Fe(CO)2(NO)2 Fe(NO)2 h
KrF 248 nm or XeF 351 nm
0.10 cm-1 間隔
0.12 cm-1 間隔
Fe(NO)2 の分子構造
A = 0.2471cm-1
B = 0.0877cm-1
C = 0.0647cm-1
B = 0.0516cm-1
非直線分子の場合
直線分子の場合
B + C = 0.1524cm-1
2B = 0.1032cm-
1
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
K=0
K=1
K=2〜10
K=0
K=1
K=2〜10
K=0
K=1
K=2〜10
Fe(NO)2の分子構造 ・スペクトルパターンの比較 :
直線の場合 非直線の場合
→ Fe(NO)2 が非直線分子でないことを示している
非直線分子に見られる K構造が観測されていない
B + C = 0.1524cm-1
2B = 0.1032cm-
1
スペクトルの K構造
N 核、 O 核の核スピンによる
強度交代の観測が必要
1749.5
1749.6
1749.7
1749.8
1749.9
1750 1749.5
1749.6
1749.7
1749.8
1749.9
1750
核スピンに関して
J e v r ns Spin-weight
evens s
s s s 6
odd a a s 3
基底状態の波動関数の対称性電子状態 :1g
+
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
N 原子の核スピン = 1O 原子の核スピン = 0 Nと Oは Bose粒
子
⇒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
Fe(NO)2 の分子構造
s:対称
→ 6個
a:反対称
→ 3個
J: 回転の角運動量
3 : 6 : 3
結論
・ 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。
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