2021 Fiscal Year Research-status Report
核シッフモーメントの電子遮蔽効果：相対論的量子化学計算による高精度予測
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19K22171
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
波田 雅彦 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (20228480)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 穣里 広島大学, 先進理工系科学研究科, 准教授 (60534485)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| Keywords | 相対論効果 / 化学シフト / 遷移金属錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、電子遮蔽効果について相対論的量子化学計算による高精度予測を実施してきた。現状では核磁気遮蔽について計算・解析を進めている。種々の高周期の遷移金属錯体におけるW-, Pt-, Hg-NMR化学シフトの計算を実施し、様々な観点から計算精度と解析法を比較検討した。計算方法は、①内殻電子をポテンシャルとした計算(ECP)、②非相対論の全電子計算(ALL)、③擬相対論の全電子計算(ZORA)、④相対論の全電子計算(Dirac)の４通りを比較検討した。DFTの汎関数は全てB3LYPとした。分子構造は全てECPで決定した。計算精度に関しては、ZORA法とDirac法は同程度の精度であり、両者とも実験値と良い相関を示した。ZORA法では溶媒効果を考慮することができたので、その為にDirac法よりも更に実験値との一致は良好であった。相対論効果はSpin-orbit相互作用の効果が大きいことが示された。ECPはNMR化学シフトを全く再現しなかった。
次に、励起状態、及び、電子ポピュレーションとNMR化学シフトの相関を検討した。Wのような中期の遷移金属では、明確な磁気許容のd-d遷移励起が存在するため、それらのd-d遷移エネルギーと化学シフトとの相関は明瞭であった。一方では電子ポピュレーションとの相関は不明瞭であった。Hg,Pt-NMRではd-d遷移が存在しない(エネルギーが高過ぎて)明確に化学シフトと対応しなかった。一方、電子ポピュレーションとの相関は明瞭であった。Ptではd-軌道の電子ポピュレーションと、Hgではp-軌道の電子ポピュレーションとの相関がみられた。共鳴核が周期表のどの位置に在るかによってNMR化学シフトの挙動が異なり、適切な解析方法が異なることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
共同研究を進める研究者との密なdiscussionが２年程困難な状況となり、また、その為に研究協力が得られない部分があったため、当初の研究目標の達成が遅れており、また、やや研究の軌道修正を余儀なくされた。
また、学会発表などの自粛があったため、その研究発表の点での計画が実施されていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
予算の次年度繰り越しが認められたので、来年度(2022年度)に研究目標の完全達成を目指す。学会発表についても随時実行するよていである。
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| Causes of Carryover |
共同研究者との密なdiscussionのための出張旅費、学会発表のための参加費・旅費、解析のためのソフトウェア－などの購入費、アルバイト謝金が未使用となった。
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Research Products
(7 results)
