カルボン酸結晶における水素結合中のプロトンダイナミクス : ―トンネル運動と新規なH/D混合効果―
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概要
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Recent developments of studies on proton transfer dynamics in the hydrogen bonds of carboxylic acid dimers are reviewed. The phonon assisted tunneling in an asymmetric double well potential in the crystalline lattice is discussed together with a coupling effect between proton and heavy atom motions. The tunneling rates in the low temperature limit have been determined by proton and deuteron NMR to be 10<SUP>7</SUP> s<SUP>-1</SUP>-10<SUP>9</SUP> s<SUP>-1</SUP> for most of investigated carboxylic acids. In the high temperature region, a new dynamic phenomenon was found in the H/D mixed crystals of benzoic acid. The transfer rate of an HD pair in hydrogen-bonded dimeric unit of carboxyl groups is quenched as a concentration of D in the surrounding hydrogen bounds is increased. This suggests a new mechanism of the thermally activated proton transfer mediated by short-lived quantum correlations between protons.
- 日本結晶学会の論文
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