Temperature effect on the absorption spectrum of the hydrated electron paired with a metallic cation in deuterated water

重水中において金属イオンと対をなした水和電子の光吸収スペクトルに対する温度効果

熊谷 友多   ; Lin, M.; Lampre, I.*; Mostafavi, M.*; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介

Kumagai, Yuta; Lin, M.; Lampre, I.*; Mostafavi, M.*; Muroya, Yusa*; Katsumura, Yosuke

水溶液の温度と塩濃度が水和電子の構造に与える効果を調べるため、リチウム塩及びマグネシウム塩(LiCl・LiClO・LiSO・MgCl・Mg(ClO))の高濃度重水溶液中における水和電子の光吸収スペクトルを、パルスラジオリシス法により、25MPaの一定圧力,室温から300Cまでの温度条件で測定した。水和電子の光吸収は、塩濃度の上昇に応じて、短波長側へシフトすると同時に、スペクトル幅を広げることが観測された。高温においても、塩の添加によるスペクトルのシフトは観測されたが、スペクトル幅の拡大は、温度上昇に従って減少した。この結果から、高濃度の塩は水和電子に対してイオン雰囲気を形成し、その光吸収を短波長側へ動かすだけでなく、水和構造に影響を及ぼし、スペクトル形状を変化させるが、高温条件下では、温度上昇に伴う密度の低下により、電子と周辺イオン間の距離が長くなり、水和構造に関する効果が観測されなくなるものと考えられる。

The absorption spectra of the hydrated electron in concentrated LiCl, LiClO, LiSO, MgCl and Mg(ClO) deuterated water solutions were measured by pulse radiolysis techniques from room temperature to 300 C at a constant pressure of 25 MPa. As salt effects, shifts to shorter wavelengths and broadening of the absorption band of the solvated electron were observed at room temperature. At elevated temperatures, similar spectral shifts were observed. The broadening of the spectrum, on the other hand, becomes smaller with increasing temperature. These result indicate that high concentration of salts not only form an ion atmosphere to cause the spectral shifts, but also affect the solvation structure of an electron. The smaller broadening at elevated temperatures suggest that a decrease in the density expand the distance between solvated electron and surrounding ions, and that therefore the effect on the solvation structure becomes smaller.