1998 Fiscal Year Annual Research Report
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10102005
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江原 正博 京都大学, 工学研究科, 助手 (80260149)
胡 振明 京都大学, 工学研究科, 助手 (40283634)
波田 雅彦 京都大学, 工学研究科, 助教授 (20228480)
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| Keywords | 励起分子 / 光合成反応 / 電子移動過程 / 表面反応 / 相対理論的量子化学 / 磁気量子化学 / 密度方程式 / 巨大分子系 |
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| Research Abstract |
(1) 励起分子系の理論と光合成反応の解明:光合成反応中心の全励起スペクトルの帰属に成功した。トランスファー積分を計算することにより、電子移動のL鎖選択性が光合成反応中心の構造に起因することを示した。さらに、チトクロムCから光合成反応中心、キノンまでの電子移割過程について研究を行い、光合成反応中心における全電子移動過程の解明を行った。SAC/SAC-CI法の解析的エネルギー勾配法をより使いやすく改良し、分子の励起状態のダイナミックスの研究を行った。SAC-CI general-R法をイオン化スペクトルに応用し、多電子過程で記述される状態の研究を行った。
(2) 表面触媒反応の理論:Dipped adcluster Modelに基づいて銅表面上での炭酸ガスの水素化によるメタノール合成反応のメカニズムを理論的に研究した。一連の反応経路の中でFormateからFormaldehydeにいたる過程が反応の律速段階であることを明らかにした。また、Zn/Cu系合金触媒におけるZnの効果の研究を行い、Cu-Znサイトが活堆サイトとして触媒の活性を促進することが分かった。また、銀表面上での水酸基の吸着形態及び不均一反応のメカニズムを理論的に解明された。
(3) 相対論的量子化学:ab-initio Dirac-Fock方程式に基づいて重原子を含む化合物のNMR化学シフトの計算に成功した。まず最初にハロゲン化水素のプロトン化学シフトを計算し相対論的効果を確認した。HBrやHIではc^<-2>オーダーの擬相対論項では表現できない純粋な相対論項が重要となることが示された。また、擬相対論に基づく理論についても、磁場項やスピン-軌道相互作用項を含む全ての項をDouglas-Kroll型の演算子に統一し、コンシステントな理論に基づく計算プログラムを完成した。
(4) 密度行列の直接決定法:時間依存の密度方程式および密度方程式の摂動論の定式化を行った。密度方程式を分子のポテンシャル曲線に応用し、平衡構造や分光定数を計算することに成功した。また、スピンに依存する密度方程式の定式化を行い、開殻系の密度行列の直接決定に成功した。5巨大ノ子系の電子ﾞ態理論.:SAC/SAC-CI法と局在化分子軌道法に基づく巨大分子系の理論の開発を行bた。
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[Publications] Hiroshi Nakatsuji: "Excited states and electron transfer mechanism in the photosynthetic reaction center of Rhodopseudomonas viridis elucidated by the SAC-CI method" Chem.Phys.Lett.296. 499-504 (1998)
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[Publications] Hiroshi Nakatsuji: "Excited States of the Photosynthetic Reaction Center of Rhodopseudomonas viridis: SAC-CI Study" J.Phys.Chem.B. 102. 10410-10419 (1998)
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[Publications] Hiroshi Nakatsuji: "Mechanism and Unidirectionality of the Electron Transfer in the Photosynthetic Reaction Center of Rhodopseudomonas viridis: SAC-CI Theoretical Study" J.Phys.Chem.B. 102. 10420-10430 (1998)
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[Publications] Masahiko Hada: "First-principles Moleculr Dynamics Study of CO Adsorption on the Si(001) Surface" Chem.Phys.Lett.287. 131-136 (1998)
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[Publications] Zhen-Ming Hu: "Oxidation Mechanism of Propylene on an Ag Surface: Dipped Adcluster Model Study" Surf.Sci.401. 371-391 (1998)
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[Publications] Masahiro Ehara: "Direct determination of density matrix using density equation: Potential energy curves of small molecules,HF,CH4,BH3,NH3,and H2O" Chem.Phys.Lett.(in press). (1999)
