相対論的モデルポテンシャル法の拡張による選択的アクチニド分離捕捉剤の理論設計

• 研究課題/領域番号: 22750011
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: お茶の水女子大学
• 研究代表者: 森 寛敏 お茶の水女子大学, 大学院・人間文化創成科学研究科, 准教授 (90501825)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: アクチニド / ランタニド / 相対論的分子軌道法 / モデル内殻ポテンシャル / 相対論的モデルポテンシャル法 / キレート抽出剤 / 理論的分子設計

研究概要

アクチニド・ランタニドイオンを選択的に捕捉のために必須となる水和様式の解明を目指した理論的研究を行った。これらの元素は,放射性元素であるものが多く,また,原子番号に比例して増加する核電荷に由来して,その電子状態は,多数の電子が複雑に絡み合う(電子相関)のみならず相対論効果に支配されたものとなる。これまで,電子相関と相対論効果を同時に精度良く取り扱った理論計算は困難であったが,酒井・三好型のモデル内殻ポテンシャル法を拡張することでこの問題を解決できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Importance of spin-orbit coupling effect and solvent effect in electronic 3 transition assignments of Pt^{II} complexes: In the case of cis/trans-[Pt^{II}Cl_2(NH_3)_2] (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Mori
  • 雑誌名: Journal of Molecular Structucture 巻: 1035 ページ: 218-223
  • DOI: 10.1016/j.molstruc.2012.11.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differences inhydration between cis- and trans-platin: Quantum insights by ab initio fragment molecular orbital-based molecular dynamics (FMO-MD) (2012)
  • 著者名/発表者名: Mori H., Hirayama N., Komeiji Y.,Mochizuki Y
  • 雑誌名: Comp. Theor. Chem 巻: 986 ページ: 30-34
  • DOI: 10.1016/j.comptc.2012.02.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessment of chemical corepotentials for the computation on enthalpies of formation of transition-metal complexes (2012)
  • 著者名/発表者名: Mori H., Zeng T., Klobukowski M
  • 雑誌名: Chem.Phys. Lett 巻: 521 ページ: 150-156
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2011.11.044
  • 査読あり
• [雑誌論文] 4f-In-Core Model Core Potentials for Trivalent Lanthanides (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Fujiwara, H.Mori, Y.Mochizuki, Y.Osanai, E.Miyoshi
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 510 号: 4-6 ページ: 261-266
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2011.05.028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical study of lanthanide mono cation-mediated C-F bond activation (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsuda A., Mori H.
  • 雑誌名: Chemical Physics 巻: 380 ページ: 48-53
  • 査読あり
• [学会発表] A quantum chemical study on hydration structure of Ra(II) (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuda A., Mori H.
  • 学会等名: 33rd International Conference on Solution Chemistry
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] ABINIT-MP(X)によるFMO計算の最近の展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 望月祐志,福澤薫,沖山佳生,古明地勇人,渡邉千鶴,塚本貴志,中野達也,森寛敏,松田彩,田中成典
  • 学会等名: 分子科学討論会2012
  • 発表場所: 本郷
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] 量子化学計算を用いたラジウムの水和構造探索 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松田彩,古明地勇人,望月祐志,森寛敏
  • 学会等名: 分子科学討論会2012
  • 発表場所: 本郷
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] 白金錯体の励起状態-スピン軌道相互作用の重要性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小嶋亮平,森寛敏,望月祐志,上野原和佳,梅沢いづみ,松下信之
  • 学会等名: 日本化学会春期年会2012
  • 発表場所: 三田
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] 水和Cu(II)のFMO3-UHF-MDシミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤雄司,藤原崇幸,古明地勇人,中野達也,森寛敏,沖山佳生,望月祐志
  • 学会等名: 日本化学会春期年会2012
  • 発表場所: 三田
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 遷移金属錯体の生成エンタルピー計算における内殻省略近似の精度 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森寛敏,Toby Zeng,Mariusz Klobukowski
  • 学会等名: 日本化学会春期年会2012
  • 発表場所: 三田
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] An ab intio molecular orbital/molecular dynamics study on the palladium binding of crown ether and its heterocyclic analogs (2012)
  • 著者名/発表者名: Mori H., Hirayama N
  • 学会等名: IUMRS-International Conference onElectronic Materials (IUMRS-ICEM2012)
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] An ab intio molecular orbital/molecular dynamics study on the palladium binding of crown ether and its heterocyclic analogs (2012)
  • 著者名/発表者名: Mori H., Hirayama N.
  • 学会等名: IUMRS-International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2012)
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] 開殻系FMO計算法の整備と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤雄司,中野達也,望月祐志,沖山佳生,藤原崇幸,森寛敏,古明地勇人,山下勝美
  • 学会等名: 分子科学討論会2011
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] FMO-MD法による白金錯体cis/trans-platinの抗がん特性活性化過程に関する理論的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森寛敏,平山奈津実,古明地勇人,望月祐志
  • 学会等名: 分子科学討論会2011
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] FMO-MD:最近の方法と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古明地勇人,望月祐志,中野達也,森寛敏
  • 学会等名: 分子科学討論会2011
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] FMO-MD simulations forhydrated trivalent lanthanide ionsusing 4f-in-core model corepotentials (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T., Mochizuki Y., Mori H.,Komeiji Y., Nakano T., Okiyama Y.,Miyoshi E
  • 学会等名: 7th International Society forTheoretical Chemical Physics (ISTCPIIV)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-09-04
• [学会発表] FMO-MD simulations for hydrated trivalent lanthanide ions using 4f-in-core model core potentials (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T., Mochizuki Y., Mori H., Komeiji Y., Nakano T., Okiyama Y., Miyoshi E.
  • 学会等名: 7th International Society for Theoretical Chemical Physics (ISTCP IIV)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-09-04
• [学会発表] 三価ランタニドイオンに対する4f-in-coreモデル内殻ポテンシャル法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森寛敏,藤原崇幸,望月祐志,長内有,三好永作
  • 学会等名: 日本化学会第5回関東支部大会2011
  • 発表場所: 小金井
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] FMO-MD simulation forhydrated trivalent lanthanide ions (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T., Mochizuki Y., Mori H.,Komeiji Y., Nakano T., Okiyama Y.,Miyoshi E
  • 学会等名: WATOC 2011
  • 発表場所: Santiago decompostela, Spain
  • 年月日: 2011-07-17
• [学会発表] FMO-MD simulation for hydrated trivalent lanthanide ions (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T., Mochizuki Y., Mori H., Komeiji Y., Nakano T., Okiyama Y., Miyoshi E.
  • 学会等名: WATOC 2011
  • 発表場所: Santiago de compostela, Spain
  • 年月日: 2011-07-17
• [学会発表] 4f-in-core model core potentials for trivalent lanthanides: potential developments and their applications to ion hydration dynamics (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T., Mochizuki Y., Mori H., Komeiji Y., Nakano T., Okiyama Y., Miyoshi E
  • 学会等名: WATOC 2011 Satellite Meeting: Theoretical Modeling of Materials
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2011-07-13
• [学会発表] 4f-in-core model core potentials for trivalent lanthanides : potential developments and their applications to ion hydration dynamics (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T., Mochizuki Y., Mori H., Komeiji Y., Nakano T., Okiyama Y., Miyoshi E.
  • 学会等名: WATOC 2011 Satellite Meeting : Theoretical Modeling of Materials
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2011-07-13
• [学会発表] TPEN型6座配位子と硝酸ランタン(III)との錯体形成:実験化学と計算化学の融合 (2011)
  • 著者名/発表者名: 篠田哲史,御前仁美,矢野径子,築部浩,松田彩,森寛敏
  • 学会等名: 第28回希土類討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-05-12
• [学会発表] ウラニル水和物の相対論的量子化学計算 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松田彩,森寛敏
  • 学会等名: 原子力学会春の年会2011
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2011-03-30
• [学会発表] 3価のランタノイド水和物に関するFMO-MDシミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤原崇幸,望月祐志,森寛敏,古明地勇人,沖山佳生,中野達也,三好永作
  • 学会等名: 原子力学会春の年会2011
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2011-03-30
• [学会発表] ウラニル水和物の相対論的量子化学計算 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松田彩, 森寛敏
  • 学会等名: 原子力学会春の年会2011
  • 発表場所: 福井(震災にて学会は中止)
  • 年月日: 2011-03-30
• [学会発表] Relativistic model core potential for actinide elements (2010)
  • 著者名/発表者名: Mori H.
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010
  • 発表場所: Honolulu (USA)
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] La(III)水和物,La含有小分子に関する理論的研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤原崇幸,森寛敏,古明地勇人,三好永作,望月祐志
  • 学会等名: 原子力学会秋の年会2010
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] La(III)水和物,La含有小分子に関する理論的研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤原崇幸, 森寛敏, 古明地勇人, 三好永作, 望月祐志
  • 学会等名: 原子力学会 秋の年会2010
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] アクチニド元素に関する相対論的モデル内殻ポテンシャル法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森寛敏,松田彩,三好永作
  • 学会等名: 分子科学討論会2010
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] 相対論的モデル内殻ポテンシャル法によるウラニル水和物の電子構造に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松田彩,森寛敏,藤原崇幸,沖山佳生,望月祐志,三好永作
  • 学会等名: 分子科学討論会2010
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] Heavy elements' chemistry with relativistic model core potential and recent large-scale molecular theory (2010)
  • 著者名/発表者名: Mori H.
  • 学会等名: 17th Canadian Symposium on Theoretical Chemistry
  • 発表場所: Edmonton (Canada)
  • 年月日: 2010-07-30
• [学会発表] Theoretical study of the C-F bond activation mediated by the lanthanide mono cations (2010)
  • 著者名/発表者名: Mori H., Matsuda A.
  • 学会等名: 化学反応討論会2010
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2010-06-03
• [学会発表] Relativistic density functional studies on the reactivity in the C-F bond activation of fluoromethane by lanthanide mono cations (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsuda A., Mori H.
  • 学会等名: 化学反応討論会2010
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2010-06-03
• [学会発表] 三好永作三体補正を導入した亜鉛(II)水和物のFMO-MDシミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤原崇幸,森寛敏,古明地勇人,中野達也,望月祐志
  • 学会等名: 理論化学討論会2010
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] 計算化学によるレアメタル抽出錯体設計の課題,エコマテリアル・フォーラム都市鉱山型新レアメタル抽出技術研究会 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森寛敏
  • 学会等名: 第1回公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [図書] Chapter X: Recent advances in fragment molecular orbital-based molecular dynamics (FMO-MD) simulation,in Molecular Dynamics / Book (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuto K., Mochizuki Y., Nakano T.,Mori H
  • 出版者: InTech
• [図書] Chapter X : Recent advances in fragment molecular orbital-based molecular dynamics (FMO-MD) simulation in Molecular Dynamics/Book 1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuto K., Mochizuki Y., Nakano T., Mori H.
  • 総ページ数: 24
  • 出版者: InTech
• [図書] レアメタル・希少金属リサイクル技術の最先端-ナノ・有機・メタラジーが広げるリサイクル技術,監修(独)物質・材料研究機構元素戦略センター長原田幸明,第6章計算科学6-1計算科学によるレアメタル抽出錯体設計の課題 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森寛敏
  • 出版者: フロンティア出版
• [図書] レアメタル・希少金属リサイクル技術の最先端-ナノ・有機・メタラジーが広げるリサイクル(技術:6章計算科学6-1節計算科学によるレアメタル抽出錯体設計の課題監修(独)物質・材料研究機構)(元素戦略センター長(原田幸明)) (2011)
  • 著者名/発表者名: 森寛敏
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: フロンティア出版