量子化学計算による星間分子の構造と化学反応の理論的予測

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04233103
• 研究機関: お茶の水女子大学
• 研究代表者: 平野 恒夫 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (40011027)
• 研究分担者: 生田 茂 東京都立大学, 教養部, 教授 (60112471) ; 山下 晃一 東京大学, 工学部, 助教授 (40175659) ; 長村 吉洋 立教大学, 理学部, 教授 (50160841) ; 田中 皓 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (00000860) ; 長嶋 雲兵 お茶の水女子大学, 理学部, 助教授 (90164417)
• キーワード: 星間分子 / 量子化学計算 / 分子構造 / 化学反応 / ab initio分子軌道法 / 分子軌道法 / 電子状態 / 回転定数

研究概要

平成5年度に引き続き、星間分子の構造と化学反応に関して以下の研究を行った。
1.我々が見い出したMgを含む星間分子としては最初の例であるMgNCに対して、さらに精度をあげたACPF/TZ2P+f法による電子状態の計算を行い、回転定数B_0の実測値5966.90MHzに対して、計算値5969.3MHzを得た。異性体のMgNCに対しても同様な計算を行い、実験値5094.80MHzに対して5089.3MHzの値を得た。また、星間分子候補として有力なFeCOの基底状態の分子構造をMRSDCI法で計算し、分光学定数を予測した。(平野)
2.新たに見い出されたCOの赤外領域での発光スペクトルをリドベルグ状態間の遷移として同定した。(平野、長嶋)
3.FeH,FeCOに関してf関数をも含む基底関数を用い、大規模なMRCIの計算を行った。また、MgC_2の構造と分光学定数をSDCIレベルで計算した。(田中)
4.解離性再結合反応HCNH^++e^-→の反応機構を検討し、炭素星周辺でHNC/HCN比が1に近いことを量子化学的に説明した。(平野、長嶋)
5.アセチレンシアニドHC_3Nの生成機構に関して、種々の中間体のエネルギーを計算して、C_2H_2またはC_2HとCNからの生成が可能であることを示した。(長村)
6.星間反応C(^3P)+C_2H_2→C_3H_2のポテンシャル面をCASSCF/DZPとMP4/6-31G^<**>法で求めた。また、cyclic-C_3H_2からlinear-C_3H_2への異性化反応過程と、cyclic-C_3H+Hへの解離過程がほぼ障壁なしに起こることを明らかにした。(山下)

研究成果

• [文献書誌] Keisaku Ishii: "Ab initio study on low-lying vibrational states and spectroscopic constants of MgNC(X^2Σ^+)" J.Mol.Struct.(Theochem). 305. 117-125 (1994)
• [文献書誌] Tsuneo Hirano: "Vibration Mixing in Terms of Normal Modes" J.Phys.Chem.98. 6936-6941 (1994)
• [文献書誌] Tsuneo Hirano: "Vibration Mixing:An Application to the Prediction of the Transition Normal Vibration Mode" J.Phys.Chem.
• [文献書誌] Eriko Kagi: "Fourier Transform Infrared Spectroscopy of the A^1II-X^1Σ^+System of MgO" J.Mol.Spectroscopy. 168. 109-125 (1994)
• [文献書誌] Tetsuya Taketsugu: "Mechanism of bifurcation along the reaction path:An application in the case of thioformaldehyde" J.Chem.Phys.99. 9806-9814 (1994)
• [文献書誌] Tsuneo Hirano: "Potential enrgy surfaces and branching ratio of the dissociative recombination reaction HCNH^++e^-:An ab initio molecular orbital study" J.Chem.Phys.
• [文献書誌] J.Takahashi: "Ab initio Study on the Formation Mechanisms of the Interstellar Molecule C_3H" Astrophys.J. (発表予定).
• [文献書誌] Y.Osamura: "Molecular Orbital Study on the Formation Reactions of the Interstellar Molecules containing Carbons" (発表予定).
• [文献書誌] 福澤 薫: "星間空間における窒素を含む中性反応の理論的研究" (発表予定).
• [文献書誌] 田中 皓: "FeHの電子状態に関するab initio分子軌道法計算" (発表予定).
• [文献書誌] Y.Osamura: "Geometries and Electronic Structures of HC_nS(n=2-4)" (発表予定).
• [文献書誌] K.Aoki: "CASSCF and SDCI study of the possible structures of CH_3 ion and radical" J.Mol.Struct.(Theochem). (発表予定).