|
溶液内における化学反応のダイナミックスを理解することは現在における理論化学の最も重要な研究課題の1つである。本研究では、溶液内での分子の電子構造を正確に記述するための方法としてRISM-SCF法、MOZ-SCF法を開発すると共に、分子動力学シミュレーションで溶質、溶媒分子内での電荷の分極効果を表現する方法としてcharge response kernel(CRK)法の提案を行った。これらの方法を用いて以下の問題に取り組んだ、
・メタノール溶液中でのビラジニルラジカルの核酸定数を分子動力学法により求め、このラジカル種がビラジンに比べて遅い拡散を示す理由を明らかにした。
・アジドアニオンの水溶液中での振動緩和の機構を調べるため分子動力学計算を行い、溶質分子の振動に伴う電荷の分極が極めて速い緩和速度の原因であることを明らかにした。また、重水の場合の緩和速度についての考察も行った。
・溶液中における溶質分子の分極率をクラスターモデルを用いてab initio分子軌道法により求めた。溶液中で分極率が減少する理由についての考察を行った。
・RISM-SCF法を用いて溶媒分子の熱揺らぎや電子揺らぎの効果を記述する新しい理論的方法を提案した。これらの方法を用いて吸収スペクトルの溶媒シフトや形状についての考察を行った。
・分子Ornstein-Zernike方程式に基づく溶液内分子の電子状態を計算するMOZ-SCF法の提案と開発を行い、RISM-SCF法、PCM法による計算結果との比較を行った。
・spacerにより繋がれたポルフィリンとキノンの間での光誘起電子移動反応を記述するための理論的モデルをab initio分子軌道法に基づいて構築した。更に、分子動力学計算により電子移動反応速度に対する溶媒の熱揺らぎの効果についての理論計算を行った。
|
