2023 年度研究成果報告書

微量元素の化学研究を通した重元素の理解　モデルケースの提供

研究課題

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研究課題/領域番号	21H01951
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関	大阪大学
研究代表者	笠松良崇大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (70435593)
研究分担者	北河康隆大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (60362612)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	重元素 / 化学 / 微量分析
研究成果の概要	重元素の化学的性質と相対論効果の影響を調べるために、同族元素の極微量状態での化学的性質、化学種の分析、さらに相対論計算を行った。さらに、実際に重元素の化学的挙動が報告されている反応系に対して、相対論計算を行う環境整備、条件探索を行った。 Noの比較対象元素である2族元素の化学では、水酸化物沈殿における多核錯体の形成を質量分析やXAFS分析によって観測することに成功した。さらに実際に新しいNoの化学実験にも成功した。Noまで含めて相対論計算を駆使することができ、実験データを非常によく再現することができた。さらに、重元素特有の化学結合を提案することができた。Rfに対する成果も得ることができた。
自由記述の分野	核・放射化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	全ての元素の系統的理解には重元素の理解が必要である。ただし、短寿命の重元素の今すぐの社会的利用は難しい。しかし、重い元素の理解が進むことによる社会への還元は小さくない。例えば、第5、6周期元素（Ru, Pd, Ir, Ptなど）の有機錯体や合金、触媒の利用が増えており、新しい物性を持つ物質の普及が社会を大きく変えている。ウランなどの工業利用も実は多い。そのような“少し”重い元素においても相対論効果自体の影響は無視できない。元素の完全な理解に不可欠な相対論効果の理解が進めば、すぐに相対論効果の小さい少し重い元素のより完全な理解、そして物質社会への貢献にもつながっていく。