FeCOラジカルの振動励起状態
のミリ波分光
量子化学研究室
小山田 直子
背景と目的
Fe
C
遷移金属 ⇒ 触媒効果
ex)大気汚染物質NOXやCOの還元・転化
O
実験
理論
B (MHz)
G.S.
5S-
or
3S-
Energy (cm-1)
n1 (1964)
3n2(990)
2n2(660)
FTMW , MW
4 363.883 42
4 342.031
n1 (C-O str.)
1 964.470 670 (cm-1)
IR diode laser
n2 (bend)
330±50 (cm-1)
MW
4 374.390 7
n3 (Fe – C str.)
530±10 (cm-1)
MW
4 343.678 3
Fermi
相互作用
n2+n3 (860)
n3振動励起状態の分子定数
が変化する
n3 (530)
2n2振動励起状態を測定することで
分子定数・平衡構造の決定
n2(330)
G.S. (0)
準位分裂 ~G.S. & n2振動励起状態~
3S -
⇒S=1
⇒ S =±1,0 L = 0
W=S+L
S : 電子スピン角運動量
S : Sの分子軸への射影
L : 軌道角運動量Lの分子軸への射影
l : 振動の角運動量
P =W+l
G.S. (v2=0)
W
1e,f
n2 (v2=1)
P
0fe,f
2
0e
0
1e,f
準位分裂 ~2n2振動励起状態~
3S-
v2 = 2
3S
l = 0,±2
L+l =
P
1e,f
⇒S=1
⇒ S =±1,0
L=0
P = L+S+l
0 , ±2
3D
P
3e,f
1e,f
3D
3S
0
2e,f
実験系
quartz
Ar
Teflon
Fe(CO)5
FeCO
Teflon
MMW
UV 193 nm
Ar
pump
光解離
Fe(CO)5
UV (193nm)
FeCO
測定されたスペクトル
2n2(A)
2n2(B)
J = 36-35
J = 34-33
293 633.303 MHz
J = 35-34
302 295.050 MHz
J = 36-35
310 957.765 MHz
J = 37-36
319 621.397 MHz
J = 38-37
328 285.782 MHz
2n2(B)
(MHz)
317513
317514 317515 317516
J = 33-32
291 089.172 MHz
J = 34-33
299 898.654 MHz
J = 35-34
308 706.929 MHz
J = 36-35
317 514.386 MHz
解析
J(J+1)展開
⇒ 得られたスペクトルをBeff・Deff・Heffで展開
H eff  Beff J ( J + 1)  Deff J 2 ( J + 1) 2 + H eff J 3 ( J + 1)3
Const
2n2(A)
2n2(B)
Unit
Beff
4 309.706(23)
4 413.181(11)
MHz
Deff
-4.602(18)
Heff
-0.551 0(46)
1.257 7(45)
-
→ 各振動励起状態でのBeffをプロット
kHz
Hz
考察
W
G.S.
2n2
1e,f
3S
1e,f
3e,f
1e,f
0
2e,f
3D
3S
0
P
P
G.S.(0)
G.S.(1f)
Ave.(n2)
n2(2e)
n2(1f) n2(1e)
3S
n2(0f)
(0)
2n2(A)
n2(0e)
G.S.(1e)
n2(2f)
3D
n3(1f)
2n2(B)
n3(1e)
a2 a 2
MHz
結果
・ FeCOを光解離とフリースペースセルを組み合わせて測定した。
・ 2n2振動励起状態の 2シリーズ 合計9本のスペクトルを測定して、
各シリーズのJ を帰属し、Beff・Deffを求めた。
今後の予定
測定範囲を広げる
⇒ 2n2振動励起状態のすべてのシリーズを見つけ、
分子定数・平衡構造の決定
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