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遷移金属錯体のマトリックス振動分光における特異的希ガス効果の理論的解明

Research Project

Project/Area Number 12J40130
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

小野 ゆり子  北海道大学, 理学研究院, 特別研究員(RPD)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥3,630,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords希ガス化合物 / ab iniito / 振動回転準位 / Vibrational CI / 分子分光 / 遷移金属カルボニル / アルゴン / フェルミ共鳴 / ab initio / PtCO / BeO / 希ガスマトリックス / 赤外分光 / DFT / 高精度ab initio / VCI
Outline of Annual Research Achievements

第3年度では、希ガスマトリックス振動分光実験の結果を理解するために、高精度ab initio計算により得られるポテンシャル曲面から、振動SCF(VSCF)法及び振動Configuration Interaction(VCI)法を用いて振動数と強度を求めた。PtCO, PdCO,Ar-PtCO, Ar-PdCOに対してCCSD(T)/aug-cc-pVTZレベルで構造最適化及び基準振動解析を行い、同計算レベルで作成したポテンシャル曲面の非調和性・モード間カップリングを考慮したVSCF/VCI計算を行った。強度算出に関しては双極子曲面の算出が必須であるがCCSD(T)レベルの計算は困難であるため、同じ座標でレベルをCCSDに落として計算を行った。VSCF/VCI計算では基準振動の3モードカップリングまでを含めたところ、必要となる核座標のgridの総数は3原子分子で約4600点、4原子分子で約37000点となった。すべてのgridで電子状態計算を行い、得られたエネルギー及び双極子モーメントを用いて振動準位ならびにスペクトル強度を計算した。PtCOの変角振動は基本振動数は407 cm-1、倍音は816 cm-1となったが、強度について倍音は基音の約2/3であり、倍音の強度としては異常に大きいが基音は観測可能な強度を持つ。一方、Ar-PtCOの場合、基本振動数ν(Pt-C-O)は450 cm-1と10%程度青方遷移したが、同時に強度が0.2(km/mol)と非常に弱くなる。倍音準位は899 cm-1と計算されたが、その強度は基音の約4000倍と非常に大きい。倍音の振動数は、Ar-matrix分光実験でPtCOのν(Pt-C-O)として報告された916 cm-1とも非常に近く、実験ではAr-PtCOに由来する変角振動の倍音の準位が観測されたと推定される。変角振動の倍音の強度が基音の強度よりも大きくなる機構について、各基準座標に沿った双極子モーメントの解析を行った。PtCO分子のν(Pt-C-O)に関するμx成分は線形に変化するが、ArPtCO分子については倍音励起に相当する核座標変位の範囲において非線形な形状が見られた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2015 2014 2013 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Intrinsic Reaction Coordinate: Calculation, Bifurcation, and Automated Search2015

    • Author(s)
      S. Maeda, Y. Harabuchi, Y. Ono, T. Taketsugu, and K. Morokuma
    • Journal Title

      Int. J. Quantum Chem. (Special Issue: Theoretical Chemistry in Japan; Front Cover)

      Volume: 115 Issue: 5 Pages: 258-269

    • DOI

      10.1002/qua.24757

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Vibrational Shifts of HXeCl in Matrix Environments2014

    • Author(s)
      Keisuke Niimi, Akira Nakayama, Yuriko Ono, Tetsuya Taketsugu
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. A

      Volume: 118 Issue: 2 Pages: 380-387

    • DOI

      10.1021/jp411298p

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ab initio prediction of vibrational states of the HeCuF helium-containing complex2013

    • Author(s)
      T. Tanaka, et. al.
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett.

      Volume: 539-540 Pages: 15-18

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2012.05.019

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] わずかな構造相違を鋭敏に反映する異方性Au6クラスターの発光特性2015

    • Author(s)
      張明哲・岩佐豪・小野ゆり子・武次徹也・大曲駿・中西貴之・長谷川靖哉・七分勇勝・小西克明
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学(千葉県船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 遷移金属錯体のマトリックス振動分光における特異的希ガス効果の理論的解明2014

    • Author(s)
      小野ゆり子、八木清、武次徹也
    • Organizer
      第8回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県東広島市)
    • Year and Date
      2014-09-21
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      2014 Annual Research Report
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    • Author(s)
      武次徹也、原渕祐、小野ゆり子、前田理
    • Organizer
      反応経路探索ニューフロンティア2014
    • Place of Presentation
      広島大学学士会館(広島県東広島市)
    • Year and Date
      2014-09-20
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] An incorporation of the concept of a bifurcation pathway to global reaction route mapping analyses: An application to Au5 cluster2014

    • Author(s)
      T. Taketsugu, Y. Harabuchi, Y. Ono, S. Maeda
    • Organizer
      第17回 微粒子と無機クラスターに関する国際シンポジウム(ISSPIC17)
    • Place of Presentation
      福岡市健康づくりサポートセンター(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2014-09-10
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 反応経路地図への分岐反応経路概念の導入2014

    • Author(s)
      武次徹也、原渕祐、小野ゆり子、前田理
    • Organizer
      第17回理論化学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2014-05-22
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      2014 Annual Research Report
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    • Author(s)
      原渕祐、前田理、小野ゆり子、中山哲、武次徹也
    • Organizer
      第12回北大シミュレーション・サロン・ワークシヨツプ
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2014-03-14
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      2013 Annual Research Report
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    • Author(s)
      小野ゆり子、前田理、武次徹也
    • Organizer
      化学反応経路探索のニューフロンティア
    • Place of Presentation
      京都大学(京都市)
    • Year and Date
      2013-09-28
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] マトリックス単離振動分光の第一原理シミュレーション : HXeCl, XBeOへの適用2013

    • Author(s)
      新見佳祐、中山哲、小野ゆり子、武次徹也
    • Organizer
      第7回分子化学討論会2014京都
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府)
    • Year and Date
      2013-09-27
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Au_2n+1クラスター(n=1~5)への酸素分子吸着機構の解明2013

    • Author(s)
      堀田大資、高敏、小野ゆり子、Andrey Lyalin、前田理、武次徹也
    • Organizer
      第7回分子化学討論会 2014京都
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府)
    • Year and Date
      2013-09-27
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] マトリックス中における希ガス化合物の第一原理シミュレーション2013

    • Author(s)
      新見佳祐、中山哲、小野ゆり子、武次徹也
    • Organizer
      第16回理論化学討論会
    • Place of Presentation
      福岡市健康づくりサポートセンターあいれふ(福岡県)
    • Year and Date
      2013-05-15
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] PtCO, PdCO分子のマトリックス振動分光における特異的希ガス効果の理論的解明2012

    • Author(s)
      小野ゆり子
    • Organizer
      分子科学討論会2012
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2012-09-20
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Book] 新版「すぐできる量子化学計算ビギナーズマニュアル」2015

    • Author(s)
      武次徹也、橋本智裕、中尾嘉秀、八木清、前田理、小林正人、武次(小野)ゆり子
    • Total Pages
      215
    • Publisher
      講談社サイエンティフィク
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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