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モデルコアポテンシャルによる化学反応ポテンシャル曲面を決定する

研究課題

研究課題/領域番号 12640499
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関九州大学

研究代表者

酒井 嘉子  九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (40091392)

研究分担者 茂木 孝一  九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助手 (30304835)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2001年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2000年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
キーワード分子軌道法 / モデル・コア・ポテンシャル法 / エネルギー勾配法 / ab initio プログラム開発 / GAMESS / ランタノイド / アクチノイド / ab initioプログラム開発 / モデルコアポテンシャル / MCP法 / 遷移金属 / ランタノイド、アクチノイド / GAUSSIAN / ZrCl / TiCl
研究概要

遷移金属やランタノイド、アクチノイドを含む系を分子軌道法で取り扱うためには、全電子を取り扱う多電子理論は取り扱いが困難であり、化学的に不活性な内殼電子の影響を有効内殼ポテンシャル(effective core potential, ECP)で置き換えることが不可欠であった。これらの問題を解決するため、代表者(酒井)らはモデル・コア・ポテンシャル(Model Core Potential, MCP)法を開発してきた。MCP法は、(1)価電子軌道の節を表すことができる、(2)内殼ポテンシャルに相対論的効果の主要な部分(mass-velocityとDarwin term)を取り込んでいる、ことが特徴である。代表者(酒井)らはLi(Z=3)からRn(Z=86)までの全ての原子に対してモデルコアポテンシャル(MCP)を完成させた。化学反応や触媒反応を取り扱うには、ポテンシャル曲面上での平衡構造、遷移状態構造、基準振動や反応経路を決定する必要がある。
今回の科研費による2年間の研究により、汎用ab initioプログラムGAMESSにMCP法およびそのエネルギー勾配法のプログラムを移植することができた。このプログラムを使って、ランタノイドおよびアクチノイド化合物の電子状態および化学反応を取り扱うことが可能になった。我々は、(1)GdOの励起状態の電子状態、(2)ウランおよびネオジウム・ハロゲン化物の電子状態、の2つの研究を行った。これらの研究により、ランタノイドおよびアクチノイド化合物の励起状態、幾何構造、ランタノイド収縮、化学結合についての理論的研究を行う上で、MCP法が有効的であることを検証できた。汎用プログラム、"GAUSSIAN"へのMCPの移植は現在進行中である。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (13件)

  • [文献書誌] Y.Sakai, T.Nakai, K.Mogi, E.Miyoshi: "Theoretical study of low-lying electronic states of GdO"Mol. Phys.. (in press). (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] E.Miyoshi, S.Tanaka, H.Mori, Y.Sakai: "Theoretical study of interaction between the Si(111) and metal atoms"Surf. Sci.. (in press). (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] Y. Sakai, T. Nakai, K. Mogi, and E. Miyoshi: "Theoretical study of low-lying electronic state of GdO"Mol. Phys.. (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] E. Miyoshi, S. Tanaka, H. Mori, and Y. Sakai: "Theoretical study of interaction between the Si(111) and metal atoms"Surf. Sci.. (in press).

    • 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] Y.Sakai, T.Nakai, K.Mogi, E.Miyoshi: "Theoretical study of low-lying electronic states of GdO"Mol. Phys.. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] E.Miyoshi, S.Tanaka, H.Mori, Y.Sakai: "Theoretical study of interaction between the Si(111) and metal atoms"Surf. Sci.. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Mogi,Yoshiko Sakai et al.: "Geometry and Electronic Structure of binuclear metal carbonyl cations, [M_2(CO)_2]^<2+> and [M_2(CO)_6]^<2+> (M=Ni,Pd,Pt)"Journal of Molecular Structure (Theo Chim). 537. 125-138 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Mogi,Yoshiko Sakai et al.: "Studies on the Trapping and Detrapping Transition States of Atomic Hydrogen in Octasilsesquioxane Using the Density Functional Theory, B3LYP Method"The Journal of Physical Chemistry A. 104・46. 10868-10872 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Mogi et al.: "Hexacarbonyldiplatinum(I).Synthesis, Spectroscopy, and Density Functional Calculation of the First Homoleptic, Dinuclear Platinum(I) Carbonyl Cation, [{Pt(CO)_3}_2]^<2+>, Formed in concentrated Sulfuric Acid"Journal of American Chemical Society. 122・29. 6862-6870 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshiko Sakai,Koichi Mogi et al.: "Theoretical study of low-lying electronic states of TiCl and ZrCl"Journal of Chemical Physics. 111・9. 3989-3994 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshiko Sakai et al.: "Model Core Potentials for the Lanthanides"ournal of Molecular Structure (Theochem). 451. 143-150 (1998)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Mogi,Yoshiko Sakai et al.: "Theoretical study for reaction mechnims of Methane Monooxygenaze (MMO) using (6,6)-coordinate Diiron complex model"Journal of American Chemical Society. 121・31. 7249-7256 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshiko Sakai et al.: "Model Core Potentials : Theory and Applications."World Scientific. 25 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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