1998 年度実績報告書

メゾスコピック領域でのベンゼノイド及び非ベンゼノイド縮合多環系の電子論

研究課題

研究課題/領域番号	10146216
研究機関	お茶の水女子大学
研究代表者	細矢治夫お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (10017204)
研究分担者	中田恭子青山学院大学, 理工学部, 専任講師 (20272742) 鷹野景子お茶の水女子大学, 理学部, 助教授 (00143701)
キーワード	グラフ理論的分子軌道法 / 有機電子論の数学的証明 / ポリアセンの異常分極 / フラーレンの生成機構 / ナフタリンの縮合反応 / ナノグラファイトのフェルミ準位 / zigzagリボンの最適化構造
研究概要	細矢治夫グラフ理論的分子軌道法とCoulsonとLonguet-Higginsの摂動理論を合わせることによって、鎖式及び簡単な芳香族炭化水素の中の電子の移動が有機電子論の図式的方法通りに起こることを初めて示した。更に、ベンゼン環の個数が数十から数百の縮合多環芳香族炭化水素について、それぞれの中の1個の炭素原子をヘテロ原子に置換したときの各炭素原子上のπ電子密度の変化量を計算した結果、多層のポリアセンでは、摂動の影響が異常に遠方まで及び、その流れは主に両脇の形状に強く依存することがわかった。鷹野景子ナフタレンを出発物質とするフラーレンの生成機構を量子化学計算により明らかにした。2つのナフタレン骨格のT字型の縮合と分子内環化反応の組み合わせが鍵反応であること、およびラジカル反応機構によりこの反応が進む可能性を示した。分子内環化反応において生じる5員環がお椀状の曲面の生成の役割を演じるが、ナフタレン部分のフロンティア軌道が位相の性質を保つことが反応の鍵であることを指摘した。中田恭子 zigzag端をもつナノグラファイトのフェルミ準位には、ほとんどフラットなπバンド(エッジ状態)が現れる。ナノグラファイトリボンに対する第一原理計算(局所密度近似・擬ポテンシャル法・平面波展開)を行い、キノイド型の極限構造をもたないzigzagリボン(N=偶数)について最適化構造を求め、基底状態の電子状態を調べた。単層リボンでは、構造や電子状態に対する強結合モデルでの描像が再現された。層間相互作用についても検討し、グラファイト様のABスタッキングではエッジ状態が十分に形成され得ることを明らかにした。

研究成果

(8件)

すべてその他

すべて文献書誌 (8件)

[文献書誌] H.hosoya,M.Gotoh,M.Murakami,S.Ikeda: "Topological index and thermodynamic properties.V.How can we explain the topological dependency of thermodynamic properties of alkanes with the topology of garaphs?" J.Chem.Inf.Comput.Sci.39(in press). (1999)
[文献書誌] H.Hosoya: "pascal's triangle,non-adjacent numbers,anb D-dimensional atomic orbtials." J.Mathematical Chem.23. 169-178 (1998)
[文献書誌] H.Hosoya: "Mathematical foundation of the organic electron theory-How do pi-electrons flow in conjugated systems?" J.Molecular Structure (THEOCHEM). (in press). (1999)
[文献書誌] H.Hosoya,S.Iwata: "Revisiting superdelocalizability.Mathematical stability of reactivity indices." Theor.Chem.Acc.100(in press). (1999)
[文献書誌] K.Takano,M.Mihashi,T.Hirano: "Possible reaction mechanism for the formation of C60 from naphthalene: A semi-empirical and ab initio molecular orbital study." Fullerene Science and Technology. 6. 283-299 (1998)
[文献書誌] Y.Kumeda,Y.Minami,K.Takano,T.Taketsugu,T.Hirano: "Ab initio molecular orbital dynamic reaction path simulations of HNC HCN isomerization reaction: Election of the reaction mode in a thermally excited system." J.Molecular Structure(THEOCHEM). 458. 285-291 (1999)
[文献書誌] :K.Nakada,M.Igami,M.Fujita: "Electron-electron interaction in nanographite ribbons." J.Phys.Soc.Jpn.67. 2388-2394 (1998)
[文献書誌] Y.Miyamoto,K.Nakada,M.Fujita: ":First-principles study on edge states of H-terminated graphite ribbons." :Phys.Rev.B. 59(in press). (1999)

1998 年度 実績報告書

メゾスコピック領域でのベンゼノイド及び非ベンゼノイド縮合多環系の電子論

研究代表者

細矢 治夫 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (10017204)

研究成果

[文献書誌] H.hosoya,M.Gotoh,M.Murakami,S.Ikeda: "Topological index and thermodynamic properties.V.How can we explain the topological dependency of thermodynamic properties of alkanes with the topology of garaphs?" J.Chem.Inf.Comput.Sci.39(in press). (1999)

[文献書誌] H.Hosoya: "pascal's triangle,non-adjacent numbers,anb D-dimensional atomic orbtials." J.Mathematical Chem.23. 169-178 (1998)

[文献書誌] H.Hosoya: "Mathematical foundation of the organic electron theory-How do pi-electrons flow in conjugated systems?" J.Molecular Structure (THEOCHEM). (in press). (1999)

[文献書誌] H.Hosoya,S.Iwata: "Revisiting superdelocalizability.Mathematical stability of reactivity indices." Theor.Chem.Acc.100(in press). (1999)

[文献書誌] K.Takano,M.Mihashi,T.Hirano: "Possible reaction mechanism for the formation of C60 from naphthalene: A semi-empirical and ab initio molecular orbital study." Fullerene Science and Technology. 6. 283-299 (1998)

[文献書誌] Y.Kumeda,Y.Minami,K.Takano,T.Taketsugu,T.Hirano: "Ab initio molecular orbital dynamic reaction path simulations of HNC HCN isomerization reaction: Election of the reaction mode in a thermally excited system." J.Molecular Structure(THEOCHEM). 458. 285-291 (1999)

[文献書誌] :K.Nakada,M.Igami,M.Fujita: "Electron-electron interaction in nanographite ribbons." J.Phys.Soc.Jpn.67. 2388-2394 (1998)

[文献書誌] Y.Miyamoto,K.Nakada,M.Fujita: ":First-principles study on edge states of H-terminated graphite ribbons." :Phys.Rev.B. 59(in press). (1999)

1998 年度実績報告書

細矢治夫お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (10017204)