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溶液内反応のポテンシャル面とダイナミックス

研究課題

研究課題/領域番号 10206205
研究種目

特定領域研究(B)

配分区分補助金
研究機関京都大学

研究代表者

加藤 重樹  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20113425)

研究分担者 森田 明弘  京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (70252418)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
39,700千円 (直接経費: 39,700千円)
2000年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
1999年度: 9,100千円 (直接経費: 9,100千円)
1998年度: 26,000千円 (直接経費: 26,000千円)
キーワード化学反応 / 溶液 / ポテンシャル面 / 積分方程式理論 / 電荷移動反応 / ダイナミックス / 溶液ダイナミックス / 励起状態 / 電子状態 / 分子動力学 / 液体統計力学 / 溶媒効果
研究概要

今年度は、RISM-SCF法による溶質分子と溶媒についての分子動力学計算に基づいて溶液内化学反応に対する反応経路ハミルトニアンを構築する一箱的な方法の提案を行った。更に、この方法を水溶媒中でのSN2反応CH3Cl+Cl-やメンシュトキン反応NH3+CH3X(X=Cl,Br,I)に適用した。前者に対しては、反応速度の透過係数が0.71となり、これは過去の分子動力学計算の結旺と良く対応している。また、溶液内での分子の電荷分極を表現する方法として以前に提案したcharge response kernelモデルに基づき水分子に対する3および5siteモデルを提案し、赤外とラマンスペクトルの計算を行い、実験結旺と良く一致する結旺をえた。更に、この5siteモデルを用いてN-メチルアセトアミドの水中での赤外スペクトルを計算し、スペクトル強度の大部分が電荷分極に起因することを明らかにした。更に、charge response kernel法を複雑な分子に適用した場合の電荷の決定についての不安定性を回避するための新しい方法を開発し、幾つかの代表的な溶媒分子に適用した。

報告書

(4件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (28件)

  • [文献書誌] T.Nakajima: "Theoretical Study of the Effect of the Intermolecular Spin-Orbit Interaction in the Collision-Induced Intersystem Crossing of S1 State Glyoxal by Ar"Journal of Physical Chemistry A. 105. 10657-10663 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tashiro: "Predissociation of H3 2s Rydberg State:Quantum Dynamics Study"Chemical Physics Letter. (印刷中). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sakurai: "Theoretical Study of the Metal Oxidation Reaction Ti+O2→TiO+O:Ab Initio Calculation of the Potential Energy Surface and Classical Trajectory Analysis"Journal of Physical Chemistry A. (印刷中). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ohmiya: "RISM-SCF Study for the Rate Constant of SN2 Reaction CH3Cl+Cl- in Aqueous Solution"Chemical Physics Letter. 348. 75-81 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Morita: "Charge Polarization with Large Amplitude Hygrogen of Pyrazinyl Radical:Implication for the Diffusion Dynamics"Chemical Physics Letter. 348. 155-159 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Iuchi: "Molecular Dynamics Simulation with the Charge Response Kernel:Vibrational Spectra of Liquid Water and N-Methylacetamide in Aqueous Solution"Journal of Physical Chemistry A. (印刷中). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Nakajima: "Theoretical Study of the Effect of the Intermolecular Spin-Orbit Interaction in the Collision-Induced Intersystem Crossing of S1 State Glyoxal by Ar"Journal of Physical Chemistry A. 105. 10657-10663 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Tashiro: "Predissociation of H3 2s Rydberg State : Quantum Dynamics Study"Chemical Physics Letter. (in press). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Sakurai: "Theoretical Study of the Metal Oxidation Reaction Ti + O2 →TiO + O : Ab Initio Calculation of the Potential Energy Surface and Classical Trajectory Analysis"Journal of Physical Chemistry A. (in press). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Ohmiya and S. Kato: "RISM-SCF Study for the Rate Constant of SN2 Reaction CH3Cl + Cl_- in Aqueous Solution"Chem. Phys. Lett.. 348. 75-80 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Morita and S. Kato: "Charge Polarization with Large Amplitude Hygrogen of Pyrazinyl Radical : Implication for the Diffusion Dynamics"Chem. Phys. Lett.. 348. 155-159 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Iuchi, A. Morita and S. Kato: "Molecular Dynamics Simulation with the Charge Response Kemel : Vibrational Spectra of Liquid Water and N-Methylacetamide in Aqueous Solution"J. Phys. Chem.. (in press). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nakamura: "State Resolved Reaction Rates of the Spin-forbidden Predissociation of N2O : A Quantum Dynamic Study of the Rotational Effect"Journal of Chemical Physics. 112. 1785-1796 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yamamoto: "Full-dimensional Quantum Dynamics Study on the Mode-specific Unimolecular Dissociation Reaction of HFCO"Journal of Chemical Physics. 112. 8006-8016 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] N.Yoshida: "Molecular Ornstein-Zernike Approach to the Solvent Effects on Solute Electronic Structures in Solution"Journal of Chemical Physics. 113. 4974-4984 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 仲一成: "Effect of Solvent Fluctuation on the Electronic Transitions of Formaldehyde in Aqueous Solution"J. Chem. Phys.. 110. 3484-3492 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 石田千城: "Solvation Dynamics of Benzonitrile Excited State in Polar Solvents: A Time-dependent Reference Interaction Site Model Self-consistent Field Approach"J. Chem. Phys.. 110. 11423-11432 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 森田明弘: "An ab initio Analysis of Medium Perturbation on Molecular Polarizabilities"J. Chem. Phys.. 110. 11987 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 仲一成: "Solvent Electronic Polarization Effect on the Electronic Transitions in Solution : Charge Polarizable Reference Interaction Site Model Self-Consistent Field Approach"J. Chem. Phys.. 111. 481-491 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 中村恒夫: "State Resolved Reaction Rates of the Spin-forbidden Predissociation Reaction of N2O : A Quantum Dynamic Study of the Rotational Effect"J. Chem. Phys.. 112. 1785 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 山本武志: "Full-dimensional Quantum Dynamics Study on the Mode-specific Unimolecular Dissociation Reaction of HFCO"J. Chem. Phys.. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 加藤重樹: "The Transition State : A Theoretical Approach"講談社. 17 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 森田 明弘: "Molecular Dynamics Simulation with the Charge Response Kernel: Diffusion Dynamics of Pyrazine and Pyrazinyl Radical in Methanol" J.Chem.Phys.108. 6809-6818 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 森田 明弘: "Vibrational Relaxation of Azide Ion in Water: The Role of Intramolecular Chrge Fluctuation and Solvent-Induced Vibrational Coupling." J.Chem.Phys.109. 5511-5523 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 林 重彦: "Solvent Effect on Intramolecular Long-Range Electron Transfer Reactions between Porphyrin and Benzoquinon:" J.Phys.Chem.A. 102. 3333-3342 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 仲 一成: "Effect of Solvent Fluctuation on the Electronic Transitions of Formaldehyde in Aqueous Solution" J.Chem.Phys.110. 3484-3492 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 石田 干城: "Thermodynamics Analysis of the Solvent Effect on Tautomerization of Acetylacetone: An abinitio Approach" J.Chem.Phys.110. 3938-3945 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 石田 干城: "Solvation Dynamics of Benzonitrile Excited State in Polar Solvents: A Time-dependent Reference Interaction Site Model Self-consistent Field Approach" J.Chem.Phys.(印刷中).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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