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2007 年度 実績報告書

多核金属錯体の錯体内および錯体間相互作用の第一原理計算と物性発現機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19750046
研究機関大阪大学

研究代表者

北河 康隆  大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (60362612)

キーワード無機量子化学 / 多核遷移金属錯体 / 第一原理計算 / MMX錯体 / スピン射影構造最適化法 / AP-opt法 / 磁気的相互作用 / 物性パラメータ
研究概要

本年度は、(1)MMX錯体の鎖内構造変化に伴う物性パラメータの第一原理計算、(2)正確な物性評価の為の構造最適化法の開発、の2点を行った。(1)に関しては、X線構造解析の構造から金属-ハロゲン距離など構造パラメータを仮想的に変化させた構造において、第一原理計算を実行した。得られたエネルギーなどから、J、t、U値などの相互作用パラメータを第一原理計算により算出した。そして、それらの相互作用パラメータと構造パラメータとの相関図(相図)を作ることに成功した(雑誌論文1)。これにより、化学結合長などの変化といった構造パラメータの違いが、電子状態および物性にどのように反映されているのかを明らかにした。これらの計算結果は、MMX錯体に於ける物性発現機構の解明に寄与する物と思われる。尚、本研究に関連して、第87春季年会に於いて優秀講演賞を受賞している。(2)に関しては、錯体構造の正確な算出が正しい物性の評価につながる事から、比較的計算機コストの少ない非制限ハートリーフォック法あるいは非制限密度汎関数法で、より正確に構造最適化が行えるよう、手法の開発を行った(雑誌論文2、3、4)。本手法は、ジラジカルおよびポリラジカルの低スピン状態に於ける非制限計算で問題となるスピン混入現象を、スピン射影法を用いてうまく取り除きながら、構造最適化を行うというものである(スピン射影構造最適化(AP-opt)法)。これにより、少ない計算機コストでより正確な構造が求められたのみならず、従来の非制限法による構造最適化でのスピン混入誤差の程度を定量的に明らかにする事に成功した。本手法の開発により、金属タンパク質の活性中心のように構造が実験により正確に求まらない錯体に於いても、構造を求め物性計算を行う事を可能とした。尚、本研究に関して、ICCMSE2007国際会議に於いて招待講演を行った。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Theoretical studies on relation among structures, electric structures and magnetIcinteractions in MMX complexes2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa
    • 雑誌名

      Polyhedron 26

      ページ: 2154-2160

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approximately spin projected (AP) geometry optimization method and its applicatiOn to di-chromium systems2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 442

      ページ: 445-450

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometry optimization method based on approximate spin projection and its application to F_z, CH_z, CH_2OO and active site of Urease2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa
    • 雑誌名

      International Journal of Quantam Chemistry 107

      ページ: 3094-3102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometry Optimization without Spin Contamination Error・Approximately Spin Projected Optimization Method2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa
    • 雑誌名

      AlP comerence proceedings 963

      ページ: 334-337

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assignments of the Mossbauer spectra of an inorganic[8fe-7S] complex based on the first・principle calculations2007

    • 著者名/発表者名
      M. Shoji
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 446

      ページ: 228-232

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theory of chemical bonds in metalloenzymes. IX. Theoretical study on the active site of the ribonucleotide reductase and the related specie2007

    • 著者名/発表者名
      M. Shoji
    • 雑誌名

      International Journal of Quantum Chemistry 107

      ページ: 3250-3265

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical studies on ferromagnetic behavior of[Cr(C_5(CH_3)_5)_2]^+[TCNE]^- and [Mn(C_5(CH_3)_5)_2]^+[TCMQ]^-,2007

    • 著者名/発表者名
      K. Koizumi
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 446

      ページ: 228-232

    • 査読あり
  • [学会発表] Theoretical studies of Effects on Hydrogen Bonds Attached to Cysteine Ljgands of 4Fe-4S Clusters2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa
    • 学会等名
      48th Sanibel Symposium
    • 発表場所
      St. Simons Island, USA
    • 年月日
      2008-02-25
  • [学会発表] Geometry Optimization without Spin Contamination Error・Approximately Spin Proiected Optimization Method2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa
    • 学会等名
      International Conference of Compntational Methods in Scienee and Engineering (ICCMSE2007)
    • 発表場所
      Corfu, Greece
    • 年月日
      2007-09-25
  • [学会発表] 近似スピン射影構造最適化法を用いたジラジカル分子の構造最適化2007

    • 著者名/発表者名
      北河康隆
    • 学会等名
      第1回分子科学討論会2007
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2007-09-17
  • [学会発表] Theoretical Studies on a Relation among structures, Electronic Structures and Physical Properties in Pt_2(dta)_4l complex2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa
    • 学会等名
      1st Asian Conference on Coordination Chemistry (1st ACCC)
    • 発表場所
      Okazaki Japan.
    • 年月日
      2007-08-01

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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