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X線回折法による原子軌道・分子軌道解析

研究課題

研究課題/領域番号 05453021
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 物理化学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

田中 清明  名古屋工業大学, 工学部, 教授 (00092560)

研究分担者 志田 典弘  名古屋工業大学, 工学部, 講師 (00226127)
尾中 証  名古屋工業大学, 工学部, 教授 (50024302)
研究期間 (年度) 1993 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
1995年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1994年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1993年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
キーワードX線回折法 / 電子密度分布 / 原子軌道 / 分子軌道 / 同時反射 / f-電子密度分布 / X線原子軌道解析法 / X線分子軌道解析法 / 多重反射 / X線原子軌道解析 / X線分子軌道解析 / 遷移金属錯体 / d軌道関数 / 4f電子 / ジフォルムヒドラジド / CeBb / 多重反射(同時反射) / Cu(diazacyclooctane)_2(NO_3)_2 / PtP_2 / NiP_2 / ジフォルモヒドラジド((NHCHO)_2)
研究概要

1.目的 本研究は、回折X線強度を精密測定し、研究代表者が開発した軌道関数間の規格直交条件を満たす最小二乗法で解析し、結晶中の原子軌道または分子軌道を求めること、および、X線回折法による電子密度測定・解析法を、希土類等を含む重原子結晶にまで適用可能にすることを目的として行った。
2.成果 本研究では、X線回折法で測定した強度データから求められる電子密度分布を、再現するように原子軌道を求める方法(X線原子軌道解析法とよぶ。)を確立した。この研究により、理論計算以外の方法で、原子軌道・分子軌道を求める新しい道が開拓された。この方法で、^2原理的には分子軌道も求めうる(X線分子軌道解析法)が、大量の計算時間を要したためX線分子軌道解析は研究期間内に確立できなかった。しかし、以下の点により、X線分子軌道解析法の確立は時間の問題となった。(1)簡単な有機結晶では、多数の反射で、二中心電子の構造因子への寄与が測定誤差より大きい。(2)二中心電子に対する温度因子を定式化した。(3)X線原子軌道解析に適当な基底関数(Well-tempted GTF)が見つかった。
解析法の高度化に伴い、測定精度の向上が必要となる。そこで冷却窒素気体吹き付け法による低温強度測定法を改善した。また、各反射につき数個から数10個の逆格子点が同時反射を起し、重原子結晶では容易に1%以上の誤差が生ずることをPtP_2結晶で示した。そこで同時反射を避ける強度測定法を開発した。これをCeB_6結晶の測定に適用し、X線原子軌道解析を行った所、フーリエ合成図上のCe原子近傍の山が、4f電子によることが分かり、f-電子密度分布がX線回折法で測定出来ることが世界で初めて明示された。本研究により、重原子結晶の電子密度分布研究は進展した。

報告書

(4件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (42件)

  • [文献書誌] Kiyoaki Tanaka: "X-ray Analysis of Wavefunctions by the Least-squares Method In corporating Orthhonormality. II. Ground State of the Cu^<2+>Ion of Bis (1,5-diazacyclooctane) copper (II) Nitrate in a Low Symmetry Crystal Field." Acta Crystallogr.B49. 1001-1010 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyoaki Tanaka: "Multiple-Diffraction Effect in Accurate Structure-Factor Measurements of PtP_2 Crystals" Acta Crystallogr.A50. 246-252 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田中清明: "電子密度解析法の開発と遷移金属化学物結晶への応用" 日本結晶学会誌. 36. 307-319 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyoaki Tanaka: "X-ray Atomic and Molecular Orbital Analysis and its Applications" Proceedings of The 24th Seminar on Science and Technology"Crystallo graphy". 31-40 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田中清明: "X線精密結晶構造解析と化学反応" 日本結晶学会誌. 37. 35-41 (1995)

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  • [文献書誌] Kiyoaki Tanaka: "X-ray Molecular Orbital Analysis of Diformohydrazide" Mol. Cryst. Liq. Cryst.278. 111-116 (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wakatsu Nagai: "Structure and Fluores cence of Secondary Products Produced from the Cope-Knoevenagel Reaction of 2-Pheny lpropionldehyde with Methyl Cyanoacetate." J.Heterocyclic Chem.33. 123-128 (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyoaki Tanaka: "X-ray Analysis of 4f-Electron Density in CeB_6 Crystals at 165K" Proceedings German-Japanese Workshop on the Use of Ultra-short Wavelength Photons and γ-rays for High-Precision,High Resolution Analysis of Electronic States of Solids. 133-136 (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyoaki Tanaka: "4f-Electron Density Distribution in Crystals of CeB_6 at 165K and its Analysis based on the Crystal Field Theory." Acta Crystallogr.B52(in print). (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 志田典弘: "分子クラスターにおける生成と崩壊のダイナミックス" 数理科学. 396. 50-56 (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Takeshita: "A Theoretical Study on the ionization if H_2S with Analysis if Vibrational Stucture of Photoelectron Spectra." Chem.Phys.(in print). (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田中清明: "分子の化学-化学結合と分子集合体" 学術図書出版社, 220 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 日本結晶学会編: "結晶解析ハンドブック" 共立出版(刊行予定), (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyoaki Tanaka: "X-ray Analysis of Wavefunctions by the Least-squares Method Incorporating Orthhonormality. II.Ground State of the Cu^<2+> Ion of Bis (1,5-diazacyclooctane) copper (II) Nitrate in a Low Symmetry Crystal Field." Acta Crystallogr.B49. 1001-1010 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyoaki Tanaka, Shinji Kumazawa, Michiaki Tsubokawa, Sigeo Maruno & Ichimin Shirotani: "Multiple-Diffraction Effect in Accurate Structure-Factor Measurements of PtP_2 Crystals" Acta Crystallogr.A50. 246-252 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyoaki Tanaka: "X-ray Atomic Orbital Analysis and Anharmonic Thermal Vibratin Analysis, and their Application to Transition Metal Complexex. (In Japanese)" J.Crystallogr.Soc Jpn. 36. 307-319 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyoaki Tanaka: "X-ray Atomic and Molecular Orbital Analysis and its Applications" Proceedings of The 24th Semonar on Science and Technology "Crystallography". 31-40 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyoaki Tanaka: "X-ray accurate Structure Analysis and Chemical Reactions (in Japanese)" J.Crystallogr.Soc.Jpn. 37. 35-41 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyoaki Tanaka: "X-ray Molecular Orbital Analysis of Diformohydrazide" Mol.Cryst.Liq.Cryst. 278. 111-116 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wakatsu Nagai, Yumiko Hirata, Masao Kawai & Kiyoaki Tanaka: "Structure and Fluorescence of Secondary Products Produced from the Cope-Knoevenagel Reaction of 2-Phenylpropionldehyde with Methyl Cyanoacetate." J.Heterocyclic Chem.33. 123-128 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyoaki Tanaka & Yoshichika Onuki: "X-ray Analysis of 4f-Electron Density in CeB_6 Crystals at 165K" Proceedings German-Japanese Workshop on the Use of Ultra-short Wavelength Photons and gamma-rays for High-Precision, High Resolution Analysis of Electronic States of Solids. 133-136 (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyoaki Tanaka, Yoshio Kato & Yoshichila Onuki: "4f-Electron Density Distribution in Crystals of CeB_6 at 165K and its Analysis based on the Crystal Field Theory." Acta Crystallogr.B52 (in print). (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Norihiro Shida: "Dynamics of evolution and corruption in molecular clusters (in Japanese)" Mathematical Sciences. 396. 50-56 (1996)

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    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Takeshita & N.Shida: "A Theoretical Study on the ionization if H_2S with Analysis if Vibrational Structure of Photoelectron Spectra." Chem.Phys.(in print). (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Nagai: ""Structure and fluorescence of products from Cope-Knoevenagel reaction of 2-phenylpropion-aldehyde with methyl cyanoacetate"," J. Heterocy. Chem.(in print). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 田中清明: "X線精密構造解析と化学反応" 日本結晶学会誌. 37. 35-41 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 田中清明: "電子密度解析法の開発と遷移金属化合物結晶への応用" 日本結晶学会誌. 36. 307-319 (1994)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tanaka: "Multiple diffraction effect in accurate structure factor measurement of PtP_2 crystals" Acta Crystallogr.,. A50. 246-252 (1994)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tanaka: "X-ray analysis of wavefunctions by the least-squares method incorporating orthonormality. II. Ground state of the Cu^<2+> ion of bis(1, 5-diazacyclooctane)copper(II)nitrate in a low symmetry field" Acta Crystallogr.B49. 632-636 (1993)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yamazaki: "A structural study of facet and off-facet parts of rare-earth garnets, Gd_3Sc_2Al_3O_<12>, Gd_3Sc_2Ga_3O_<12> and La_3Lu_2Ga_3O_<12>" J. Solid State Chem.108. 94-98 (1993)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] E.N.Maslen: "A synchrotron radiation study of potassium zinc fluoride perovskite" Acta Crystallogr.B49. 632-636 (1993)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Takeshita: "A theoretical study on the ionization of H_2S with analysis of vibrational structure of photoelectron spectra" Chem. Phys.in print

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 志田典弘: "小さな稀ガス分子クラスターのダイナミックス" 物性研究. (発表予定).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 志田典弘: "分子クラスターの生成と崩壊のダイナミックス" 数理科学. 5月号(発表予定).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] E.N.MASLEN 他5名: "“Asynchrotron radiation study of potassium zinc fluoride perovskite"." Acta Crystallogr.B49. 632-636 (1993)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] K.TANAKA: "“X-ray Analysis of Wavefunctions by the Least-squares Method Incorporating Orthonomality II.Ground state of the Cu^<2+>ion of bis(1,5-deazacyclooctane)copper(II)nitrate in alow symmetry field"." AcTa Crystallogr.B49. 1001-1010 (1993)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] K.TANAKA 他4名: "“Multiple diffraction effect in accurate structure factor measurements of PtP_2 crystals"" AcTa Crystallogr.A50. 246-252 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 田中 清明: "電子密度解析法の開発と遷移金属化合物結晶への応用" 日本結晶学会誌. 36. 307-319 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] K.TANAKA 他5名: "“A synchrotron radiation study of potassium zinc fluoride perovskite"." Acta Crystallogr.B49. 632-636 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.TANAKA: "“X-ray Analysis of Wavefunctions by the Least-squares Method Incorporating Orthonormality.II.Ground state of the Cu^<2+> ion of bis(1,5-diazacyclooctane)copper(II) nitrate in a low symmetry field."" Acta Crystallogr.B49. 1001-1010 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.TANAKA 他6名: "“A Structural study of facet and off-facet parts of rare-earth garnets,Gd_3Sc_2Al_3O_<12>,Gd_3Sc_2Ga_3O_<12> and La_3Lu_2Ga_3O_<12>."" J.Solid State Chem.108. 94-98 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.TANAKA 他4名: "“Multiple diffraction effect in accurate structure factor measurements of PtP_2 crystals"" Acta Crystallogr.A50(in print). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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