分子作用場の解析理論と解析システムの開発

Research Project

Project/Area Number	63628001
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	大澤・映二エイジ北海道大学, 理学部, 助教授 (40001763)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田中清明東京工業大学, 工業材料研究所, 助手 (00092560) 平野恒夫東京大学, 工学部, 助教授 (40011027) 中筋一弘分子科学研究所, 相関領域系, 教授 (60028230) 細矢治夫お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (10017204)
Project Period (FY)	1988
Project Status	Completed (Fiscal Year 1988)
Budget Amount *help	¥12,000,000 (Direct Cost: ¥12,000,000) Fiscal Year 1988: ¥12,000,000 (Direct Cost: ¥12,000,000)
Keywords	電子波動関数 / 電子数概念 / 分子動力学 / 分子力学 / 電荷移動錯体
Research Abstract	結晶場の解析理論に対しては種々のアプローチが可能であるが本研究においては結晶解析の結果得られる電荷密度分布と電子波動関数を関連づける試み、および更に基礎的な分子内電子分布表現法としての電子数の解析を行った。前者においては従来X線結晶解析から得られる電子密度が電気モーメント等の物理量を与えることはできても更に精密な情報としての一次密度行列や電子波動関数を導くことができなかった理由を考察し、その理由が波動関数の反対称的と考慮していなかった為であることをつきとめた。そこでorthonormalityを確立する為の最小二乗精密化法を創出し、実際の解析データに応用することのできる可能性があることを確かめた。後者においてはabinitio分子軌道法計算によって非環式および環式炭化水素、アルコール、エーテル、過酸化物の電子数を正確に求め、有機化合物のみならず無機化合物にたいしても球平的電子密度増分が段階的に形式的に与えた酸化数に比例して変化することを認めた。解析システムの開発は分子性結晶のパッキング状態の理論的予言および結晶のパッキングエネルギー計算方法の確立という二つのアプローチを試みた。前者に関して本年度は根幹となる分子動力学計算プログラムを作成し、真空中に置いた氷の融解および蒸発過程のシミュレーションを行ってプログラムの動作を確認した。後者に関しては結晶の画像表示の為の高速ワークステーション用システムを開発し、テストを完了した。このシステムを用いて単位セルを中心とする3×3ケの格子を含む系に対する分子力学計算を試行したが、分子間ポテンシャルとくに水素結合力の評価に問題のあることが明らかになった。一方分子配列の設計制御の基本データとなる新しい電荷移動錯体を二、三合成し、そのX線結晶解析を行った。