4次元の量子化学とその可視化

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10874080
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 時田 澄男 埼玉大学, 工学部, 教授 (20008866)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川橋 正昭 埼玉大学, 工学部, 教授 (70008853) ; 細矢 治夫 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (10017204)
• Keywords: 4次元量子化学 / オービタル / 原子軌道 / 角部分 / 可視化 / アニメーション / インターネット / 等値曲面

Research Abstract

量子化学において重要とされているオービタルの可視化に関連して以下の研究を行った.
(a)4次元のオービタルの可視化に関する研究
3次元のオービタル(原子軌道)の角部分を可視死する方法として,極座標で表される数式をデカルト座標系に変換した後,等値曲面表示を行う方法を開発した,この方法は搬用性が高いため,4次元のオービタルの可視化に応用しうることを明らかにした.
(b)オービタルの可視化におけるアニメーション技法の研究
QTVRと略称される市販ソフトウェアをオービタルの可視化にはじめて適用し,簡単な操作で軌道イメージを把握するアニメーションが作成できることを明らかにした.
(c)アニメーション技術の教育効果の検討
アニメーションまたは静止画が,オービタルの数式の理解にどのように役立つかを,実際の授業において,無作為抽出した2つのグループで比較した.その結果,アニメーションの利用が数式の理解において著しい効果を示すことが明らかとなった.
以上の成果はインターネット上で公開するとともに,学術論文としてとりまとめた.

Research Products

• [Publications] Y. Kubo, Y. Murai, J. Yamanaka, S.Tokita, Y. Ishimaru: "A New Biphenyl-20-crown-6-derived Zinc(II) Porphyrin Dimer with a Potentially Heterotropic Allostery"Tetrahedron Lett.. 40. 6019-6023 (1999)
• [Publications] M. Yanagita, S. Kanda, K. Ito, S. Tokita: "The Relationship between the Steric Hindrance and Absorption Spectrum of Fluoran Dyes. Part I"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 327. 49-52 (1999)
• [Publications] M. Yanagita, S. Kanda, K. S. Tokita: "The Relationship between the Steric Hindrance and Absorption Spectrum of Fluoran Dyes. Part II"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 327. 53-56 (1999)
• [Publications] 時田澄男,杉山孝雄,近藤智嗣,菊川 健: "QTVR(Quick Time Virtual Reality)を用いた水素原子の原子軌道の動画表示"J. Chem. Software. 5. 129-136 (1999)
• [Publications] Y. Kubo, S. Obara, S. Tokita: "Effective Signal Control (off-on-off Action) by Metal Ionic Inputs on a New Chromoionophore-based Calix[4]crown"J. Chem. Soc., Chem. Commun.. 1999. 2399-2400 (1999)
• [Publications] K. Hiruta, S. Tokita, T. Tachikawa, K. Nishimoto: "Precise PPP Molecular Orbital Calculations of Excitation Energies of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons. Part 5. Spectroactive Portion of Fluoranthene Derivatives"Dyes Pigm.. 44. 123-129 (2000)
• [Publications] T. Tachikawa, K. Hiruta, S. Tokita, K. Nishimoto: "Utilization of the Spectrochemical Softness Parameter Evaluated on the Absolute Hardness to the PPP Molecular Orbital Calculations of the Absorption Maxima of the Substituted Anthraquinones"Nonlinear Optics. (in press). (2000)
• [Publications] H. Ishihara, K. Hiruta, F. Noguchi, T. Tachikawa, S. Tokita, I. Iwamoto, K. Nishimoto: "PPP MO Calculations of Absorption Maxima for Diarylpolyenes Using New-γ"Nonlinear Optics. (in press). (2000)
• [Publications] F. Noguchi, N.Hanaoka, K.Hiruta, T.Tachikawa, S. Tokita, K. Nishimoto: "MS-Windows Application for a PPP-Calculation Using the Novel Two-Center Electron Repulsion Integral"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. (in press). (2000)
• [Publications] T. Tachikawa, K. Hiruta, S. Tokita, K. Nishimoto: "PPP Molecular Orbital Calculations of Tetramethyl Substituted Polyenyl Cations. Extraordinary Hyperconjugation of Methyl Substituents"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. (in press). (2000)
• [Publications] S. Tokita, K. Nagahama, T. Watanabe: "Application of Photochromic Benzodixantheneendoperoxide to a Novel Dosimetry System"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. (in press). (2000)
• [Publications] T. Watanabe, H. Nakahara, S. Tokita: "The Orientation Study on Langmuir-Blodgett Film of Benzodixanthene Analogue Having Alkyl Chain"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. (in press). (2000)
• [Publications] Y. Kogo, S. Tokita, K. Nishimoto: "Molecular Orbital Calculation of Substituent Effects on Conformation of N-Benzylideneanilines"Nonlinear Optics. in press (2000)
• [Publications] 時田 澄男: "有機工業化学,染料および塗料工学"裳華房. 63-82 (1999)
• [Publications] 時田澄男,榊茂好著,時田ら編: "季刊化学総説,高精度分子設計と新素材開発,半経験的分子軌道法"学会出版センター (印刷中). (2000)