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遷移金属錯体のマトリックス振動分光における特異的希ガス効果の理論的解明

研究課題

研究課題/領域番号 12J40130
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物理化学
研究機関北海道大学

研究代表者

小野 ゆり子  北海道大学, 理学研究院, 特別研究員(RPD)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,630千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード希ガス化合物 / ab iniito / 振動回転準位 / Vibrational CI / 分子分光 / 遷移金属カルボニル / アルゴン / フェルミ共鳴 / ab initio / PtCO / BeO / 希ガスマトリックス / 赤外分光 / DFT / 高精度ab initio / VCI
研究実績の概要

第3年度では、希ガスマトリックス振動分光実験の結果を理解するために、高精度ab initio計算により得られるポテンシャル曲面から、振動SCF(VSCF)法及び振動Configuration Interaction(VCI)法を用いて振動数と強度を求めた。PtCO, PdCO,Ar-PtCO, Ar-PdCOに対してCCSD(T)/aug-cc-pVTZレベルで構造最適化及び基準振動解析を行い、同計算レベルで作成したポテンシャル曲面の非調和性・モード間カップリングを考慮したVSCF/VCI計算を行った。強度算出に関しては双極子曲面の算出が必須であるがCCSD(T)レベルの計算は困難であるため、同じ座標でレベルをCCSDに落として計算を行った。VSCF/VCI計算では基準振動の3モードカップリングまでを含めたところ、必要となる核座標のgridの総数は3原子分子で約4600点、4原子分子で約37000点となった。すべてのgridで電子状態計算を行い、得られたエネルギー及び双極子モーメントを用いて振動準位ならびにスペクトル強度を計算した。PtCOの変角振動は基本振動数は407 cm-1、倍音は816 cm-1となったが、強度について倍音は基音の約2/3であり、倍音の強度としては異常に大きいが基音は観測可能な強度を持つ。一方、Ar-PtCOの場合、基本振動数ν(Pt-C-O)は450 cm-1と10%程度青方遷移したが、同時に強度が0.2(km/mol)と非常に弱くなる。倍音準位は899 cm-1と計算されたが、その強度は基音の約4000倍と非常に大きい。倍音の振動数は、Ar-matrix分光実験でPtCOのν(Pt-C-O)として報告された916 cm-1とも非常に近く、実験ではAr-PtCOに由来する変角振動の倍音の準位が観測されたと推定される。変角振動の倍音の強度が基音の強度よりも大きくなる機構について、各基準座標に沿った双極子モーメントの解析を行った。PtCO分子のν(Pt-C-O)に関するμx成分は線形に変化するが、ArPtCO分子については倍音励起に相当する核座標変位の範囲において非線形な形状が見られた。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Intrinsic Reaction Coordinate: Calculation, Bifurcation, and Automated Search2015

    • 著者名/発表者名
      S. Maeda, Y. Harabuchi, Y. Ono, T. Taketsugu, and K. Morokuma
    • 雑誌名

      Int. J. Quantum Chem. (Special Issue: Theoretical Chemistry in Japan; Front Cover)

      巻: 115 号: 5 ページ: 258-269

    • DOI

      10.1002/qua.24757

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vibrational Shifts of HXeCl in Matrix Environments2014

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Niimi, Akira Nakayama, Yuriko Ono, Tetsuya Taketsugu
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 118 号: 2 ページ: 380-387

    • DOI

      10.1021/jp411298p

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio prediction of vibrational states of the HeCuF helium-containing complex2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, et. al.
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 539-540 ページ: 15-18

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2012.05.019

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] わずかな構造相違を鋭敏に反映する異方性Au6クラスターの発光特性2015

    • 著者名/発表者名
      張明哲・岩佐豪・小野ゆり子・武次徹也・大曲駿・中西貴之・長谷川靖哉・七分勇勝・小西克明
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 遷移金属錯体のマトリックス振動分光における特異的希ガス効果の理論的解明2014

    • 著者名/発表者名
      小野ゆり子、八木清、武次徹也
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学(広島県東広島市)
    • 年月日
      2014-09-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 金クラスターの反応経路グローバル地図と経路分岐を考慮したネットワーク2014

    • 著者名/発表者名
      武次徹也、原渕祐、小野ゆり子、前田理
    • 学会等名
      反応経路探索ニューフロンティア2014
    • 発表場所
      広島大学学士会館(広島県東広島市)
    • 年月日
      2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] An incorporation of the concept of a bifurcation pathway to global reaction route mapping analyses: An application to Au5 cluster2014

    • 著者名/発表者名
      T. Taketsugu, Y. Harabuchi, Y. Ono, S. Maeda
    • 学会等名
      第17回 微粒子と無機クラスターに関する国際シンポジウム(ISSPIC17)
    • 発表場所
      福岡市健康づくりサポートセンター(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 反応経路地図への分岐反応経路概念の導入2014

    • 著者名/発表者名
      武次徹也、原渕祐、小野ゆり子、前田理
    • 学会等名
      第17回理論化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-05-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 全対称分岐及び多方向分岐に関する理論的研究2014

    • 著者名/発表者名
      原渕祐、前田理、小野ゆり子、中山哲、武次徹也
    • 学会等名
      第12回北大シミュレーション・サロン・ワークシヨツプ
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2014-03-14
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 三次元表示に基づくグローバル反応経路地図可視化の試み2013

    • 著者名/発表者名
      小野ゆり子、前田理、武次徹也
    • 学会等名
      化学反応経路探索のニューフロンティア
    • 発表場所
      京都大学(京都市)
    • 年月日
      2013-09-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マトリックス単離振動分光の第一原理シミュレーション : HXeCl, XBeOへの適用2013

    • 著者名/発表者名
      新見佳祐、中山哲、小野ゆり子、武次徹也
    • 学会等名
      第7回分子化学討論会2014京都
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府)
    • 年月日
      2013-09-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Au_2n+1クラスター(n=1~5)への酸素分子吸着機構の解明2013

    • 著者名/発表者名
      堀田大資、高敏、小野ゆり子、Andrey Lyalin、前田理、武次徹也
    • 学会等名
      第7回分子化学討論会 2014京都
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府)
    • 年月日
      2013-09-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マトリックス中における希ガス化合物の第一原理シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      新見佳祐、中山哲、小野ゆり子、武次徹也
    • 学会等名
      第16回理論化学討論会
    • 発表場所
      福岡市健康づくりサポートセンターあいれふ(福岡県)
    • 年月日
      2013-05-15
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] PtCO, PdCO分子のマトリックス振動分光における特異的希ガス効果の理論的解明2012

    • 著者名/発表者名
      小野ゆり子
    • 学会等名
      分子科学討論会2012
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2012-09-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] 新版「すぐできる量子化学計算ビギナーズマニュアル」2015

    • 著者名/発表者名
      武次徹也、橋本智裕、中尾嘉秀、八木清、前田理、小林正人、武次(小野)ゆり子
    • 総ページ数
      215
    • 出版者
      講談社サイエンティフィク
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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