電子対密度関数の理論と量子化学的応用

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13640495
• 研究機関: 室蘭工業大学
• 研究代表者: 古賀 俊勝 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (90113688)
• キーワード: 電子対密度 / 電子相関 / 振動子強度 / 電子対角密度関数 / 原子

研究概要

原子・分子中の電子対の分布や挙動の情報は、電子対相対運動(intracule)密度と電子対質量中心運動(extracule)密度含まれる。さらに、原子系における電子対の運動は、球平均intracule密度および球平均extracule密度によって特徴付けられる。これらの電子対密度関数は、原子・分子における電子対の相対運動と全体運動を直接に把握する重要な密度関数であるにもかかわらず、今日まで、それらの理論的構造の検討も化学的応用も十分なされていない。本研究課題の目的とするところは、二つの電子対密度関数の理論的構造を解明し、これらを積極的に量子化学の問題に応用することによって、原子・分子の世界における電子の運動を新しく二体問題の観点から理解することである。本年度得られた成果の要点を以下にまとめる。
第一に、電子相関を含む電子対密度の性質をリチウムおよびベリリウム原子に対して研究し、文献値の不整合性を指摘し改善した。
第二に、位置空間と運動量空間における電子対密度の2次のモーメントが振動子強度の-1次および+1次のモーメントと簡単な対応関係を持つことを指摘し、それらのHartree-Fock極限の値を原子とイオンについて報告した。
第三に、電子対密度の2次のモーメントが電子の数理統計的相関の強さを規定する相関係数を与えることを明らかにし、その値を原子の副殻対について求め、電子の分布と統計的相関の関係を議論した。
第四に、二個の電子の位置ベクトルがなす角度の分布を表現する電子対角密度関数の数学的構造を明らかにし、新しい理論の応用として、原子の基底状態における電子間の平均角や平均余弦の値を報告した。

研究成果

• [文献書誌] T.Koga: "Correlated Electron-Pair Properties of the Li Atom in Momentum Space"Theoretical Chemistry Accounts. 107・4. 246-249 (2002)
• [文献書誌] T.Koga: "Correlated Electron-Pair Properties of the Be Atom in Position and Momentum Space"Journal of Chemical Physics. 116・15. 6614-6617 (2002)
• [文献書誌] T.Koga, H.Matsuyama: "On the Oscillator Strength Sums of Atoms and Ions"Journal of Chemical Physics. 117・1. 55-58 (2002)
• [文献書誌] T.Koga: "Interelectronic Angles of Atoms in Position and Momentum Spaces"Chemical Physics Letters. 363・5-6. 598-603 (2002)
• [文献書誌] T.Koga, Y.Kawata: "Statistical Angular Correlation Coefficients of Atomic Hartree-Fock Orbitals"Journal of Chemical Physics. 117・20. 9133-9137 (2002)
• [文献書誌] T.Koga: "Interelectronic Angle Densities of Atoms"Journal of Chemical Physics. 117・23. 10493-10498 (2002)