GeH₅⁺の形と陽子親和力,ならびにその存在と消滅に関する理論

抄録

GeH₅⁺はGeH₃⁺とH₂がゆるく結合した錯体とみなせる。分子の対称性はCsであって,Hartmannらの言うD_3hではない。
GeH₄の陽子親和力の値は7.12eVである。Lampeらが実験から推定した値が理論的に確認された。GeH₄の陽子親和力の絶対値はSCF法による計算で十分なことがわかった。それに対する補正を行なっても,値が小さくなり無視できる。
GeH₅⁺の陽子親和力が大きいにもかかわらず,GeH₄中ではGeH₅⁺が今まで見いだされなかった。GeH₅⁺の寿命が短く,すぐにGeH₃⁺とH₂に解離してしまうためである。分解に要するエネルギー0.31eVは,GeH₄の陽子付加のエネルギーによって与えられる。それが緩和過程でGeH₃⁺とH₂の結合へ分配されたときに解離する。この理論的説明はGeH₄がH-を与えてGeH₃⁺になるという考えを排除する。
計算はab initio LCAO-MO-SCF法で行なった。基底はダブルゼータに加えて,各殻に一つずつ広がったGauss型関数を入れた。さらに,分極関数としてGeにはf型,HにはP型を加えた。分極関数を入れた計算は今までなかったが,かなりの寄与をする。電子相関は直接CIで見積った。振動解析も行なった。さらに,フラグメント解析を行ない,結合の性質を明らかにした。