H 2 -HCN 分子錯体の内部回転遷移のミリ波ジェット分光

H2-HCN分子錯体の内部回転遷移のミリ波ジェット分光H2-HCN分子錯体の内部回転遷移のミリ波ジェット分光量子化学　山中里沙

水素の分子錯体 ヘリウム液滴中 H ・(H2)n HCNのCH伸縮振動を　赤外分光法により観測 C N J.Chem.Phys. 115,5144 (2001) H H 超音速ジェット中自由回転に近い内部回転 H2-HCNの回転スペクトルを観測。非常に弱い結合・para-H2とortho-H2で構造が異なる。著しい量子性 J.Chem.Phys. 115,5155 (2001)

H2-HCN分子錯体の分子構造 jH2 = 0 IH2 = 0, para-H2 誘起双極子相互作用双極子 H d+ N C H d- d+ d- H 双極子-誘起双極子相互作用 jH2 = 1 IH2= 1, ortho-H2 双極子四極子 d- d- d+ d+ d+ C N H H H d- 双極子-四極子相互作用

研究目的 θHCN ・水素を含む分子錯体の構造を解明する。 θH2 内部回転が励起された状態の分子構造？・水素分子とHCN分子の分子間相互作用を解明する。 C N H H H D1 J.Chem.Phys. 115,5144 (2001) P1' S1+ ・内部回転のエネルギー準位を解明する。 S1- P0 P1 S1 S0

(ortho)H2-HCNのエネルギー準位 jHCN = 0 P0 kH2 = 1 jHCN H jH2 jH2 J kHCN= 1 l jHCN P1 C S1 kH2 kHCN= 0 kHCN jHCN = 1 H N H J=jH2 +jHCN+l 約40 cm-1 149GHz k=kH2 + kHCN (1200GHz) J: 分子錯体の全角運動量 j : 分子錯体の内部回転の角運動量 l : 全体の回転の角運動量 k : jの分子軸方向への射影 S0 jHCN = 0 kH2 = 0

Experimental setup Sample (15気圧) Ne : 75 % + H2: 25 % + HCN: 0.5% H H H C N ホワイト型多重反射セル (10往復) Trot=3 K ミリ波 231.9~ 251.9 GHz

(ortho)H2-HCNの観測されたスペクトル R(0) S1←S0 R(0) P1←S0 243GHz P(2) P(2) P(1) 231 50 100 150 200 GHz

(ortho) H2-HCNの観測されたスペクトル e J=2 P1 ←S0 P1 R(1) f Obs. e 1 f P(2) R(1) R(0) S0 Calc. J=2 1 0 243726 243727 243728MHz

決定された分子定数 J 2 1 R(0) P1 P(2) R(1) jHCN= 1 S1 J= 2 1 jHCN = 0 0 S0 kH2 = 0

C H H N S1 、P1ではS0に比べてHCNの平均振幅が大きくなることが解った。 H θ 計算よりS0からS1 、P1に励起されると平均振幅が大きくなるためH2とHCNの分子間距離が短くなることが解った。 R

まとめ ・231.9GHz～251.9GHzの領域を測定した。・243.7273GHzと245.3644GHzで２本のシグナルが観測された。・243727.3MHzで観測されたシグナルがP1← S0バンドのR(1)と暫定的に帰属し、P1状態の分子定数を決定した。・核間距離及び平均振幅を決定した。・P1状態に励起されるとH2とHCNの分子間距離が短くなることが　　　　　解った。今後の研究方針・積算回数を増やしシグナルの超微細構造を詳細に観測する。・帰属されていない遷移、特にP1← S0バンドのQ枝のシグナルを　帰属する。　

H 2 -HCN 分子錯体の内部回転遷移のミリ波ジェット分光