2023 Fiscal Year Annual Research Report
Relativistic effect on ligand field splitting of metal complexes: a fundamental theory of heavy element chemistry
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21K14643
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
砂賀 彩光 京都大学, 理学研究科, 特定研究員 (60885416)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 相対論的量子化学 / 錯体化学 / スピン軌道相互作用 / 配位子場分裂 / ヤーン・テラー効果 / 2成分相対論 / スカラー相対論 / 重元素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当研究課題の目的は、対称性が高い金属錯体における配位子場分裂に現れる相対論効果（特にスピン軌道(SO)相互作用）の影響を解明することである。令和五年度は、2成分相対論及びスカラー相対論的ハミルトニアンに基づく配置間相互作用法を用いて、第五周期dブロック六フッ化錯体の構造計算に取り組んだ。両者の計算結果を比較・解析することで、配位子場分裂及び錯体の構造におけるSO相互作用の影響を明らかにすることができる。
1)2成分相対論計算については、PtF6、AuF6及びHgF6の計算が完了し、いずれも正八面体型であることを示した。これにて構造計算が完了した。
2)スカラー相対論計算については、取りうる全ての空間対称性およびスピン状態を検討し、電子基底状態における平衡構造を探索した。一方2成分相対論計算においては、空間とスピンが混ざった状態が得られる。OsF6とPtF6については、静的ヤーン・テラー(JT)効果で構造が歪んだD4h対称性が平衡構造となった。OsF6については、2成分相対論計算においてもD4hが平衡構造であったが、スカラー相対論計算との比較から、SO相互作用はJT歪みを小さくする効果があることがわかった。その他の錯体については計算が進行中である。
今後は計算結果の解析を行い、静的JT効果やSO相互作用に起因する軌道の分裂と価電子数から、重元素を中心金属とする六フッ化錯体の構造を統一的に説明するための理論を構築する。また、電子励起スペクトルの計算も行う。
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| Remarks |
課題代表者は、Marie Sklodowska-Curie Actions Individual Fellowshipに採択され海外の研究機関に異動するため、海外渡航時における科研費の中断・再開制度を利用して、当研究課題を一時中断する。帰国後に研究を再開する予定である。
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