2000 Fiscal Year Annual Research Report

励起分子と固体触媒の構造・振動状態・反応性に関する理論的研究

Research Project

Project/Area Number	12042276
Research Institution	Waseda University
Principal Investigator	中井浩巳早稲田大学, 理工学部, 助教授 (00243056)
Keywords	イオン核生成 / ab initio MO-MD法 / メチル基内部回転 / NO+MO理論 / Born-Oppenheimer近似 / 衝突断面積
Research Abstract	本研究では、励起分子の構造や振動状態、さらにはそれが引き起こす種々の反応を理論的な手法を用いて検討し、そのメカニズムを解明することを目指した。本年度はこの目的に従って、(1)イオン核生成のダイナミクス、(2)励起分子のメチル基内部回転運動、(3)BO近似に基づかないNO+MO理論、に関して研究を行った。(1)に関して、昨年度は衝突断面積を解析的に求めていたが、この手法では取り扱える衝突エネルギーの範囲が狭いこと、衝突後の反応を直接取り扱えないことなどの欠点があった。そこで、本年度はab initio MO-MDシミュレーションのプログラムを開発し、衝突から反応に至る全核生成過程のダイナミクスを検討した。その成果として、衝突断面積に対する入射経路依存性を見出したこと、モノマーがクラスターイオンに吸着したり、そこから脱離したりする際の振動状態の変化を時間的に追跡することに成功したなどがあげられる。(2)では、メチル基内部回転運動に対するメカニズムの研究に加えて、ab initioポテンシャルを用いた変分計算により、メチル基内部回転準位とその波動関数を求めた。これにより、これまで実験的には帰属がなされていなかったo-tolunitrileに対して、S_0およびS_1状態におけるメチル基内部回転準位の帰属にはじめて成功し、その有用性が確かめられた。(3)では、先に我々のグループで提案したBO近似に基づかない理論、NO+MO理論にBD(Brueckner-Doubles)法を適用することで、電子-核相関を効果的に取りこむことに成功した。特に、NO+MO/CCD計算とNO+MO/BD計算の比較から、電子と核を同時に扱うNO+MO法では、電子のみを扱うMO法ではエネルギー的にはあまり効かいself-consistencyの効果が重要であることも示された。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] H.Nakai,M.Kawai: "π^*-σ^* hyperconjugation mechanism on the rotational barrier of the methyl group (I) : Substituted toluenes in the ground, excited, and anionic states"J.Chem.Phys.. 113(6). 2168-2174 (2000)
[Publications] H.Nakai,T.Goto,Y.Okada,T.Orii,K.Takeuchi,M.Ichihashi,T.Kondow: "Theoretical study on ammonia cluster ions : Nature of kinetic magic number"J.Chem.Phys.. 112(17). 7409-7415 (2000)
[Publications] H.Nakai,T.Goto,T.Ichikawa,Y.Okada,T.Orii,K.Takeuchi: "Theoretical study on ammonia cluster ions : Nature of thermodynamic magic number"Chem.Phys.. 262(2-3). 201-210 (2000)
[Publications] Y.Kawamura,T.Nagasawa,H.Nakai: "π^*-σ^* hyperconjugation mechanism on the rotational barrier of the methyl group (III) : Methyl-azabenzenes in the ground, excited, and anionic states"J.Chem.Phys.. (in press). (2001)
[Publications] H.Nakai,T.Homma,I.Komatsu,T.Osaka: "Ab initio molecular orbital study of the oxidation mechanism of hypophosphite ion as a reductant for an electroless deposition process"J.Phys.Chem.B. (in press). (2001)
[Publications] T.Homma,I.Komatsu,A.Tamaki H.Nakai,T.Osaka: "Ab initio molecular orbital study on the reaction mechanisms of electroless deposition processes"Electrochimica Acta. (in press). (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

励起分子と固体触媒の構造・振動状態・反応性に関する理論的研究

Principal Investigator

中井浩巳早稲田大学, 理工学部, 助教授 (00243056)

Research Products

[Publications] H.Nakai,M.Kawai: "π^-σ^ hyperconjugation mechanism on the rotational barrier of the methyl group (I) : Substituted toluenes in the ground, excited, and anionic states"J.Chem.Phys.. 113(6). 2168-2174 (2000)

[Publications] H.Nakai,T.Goto,Y.Okada,T.Orii,K.Takeuchi,M.Ichihashi,T.Kondow: "Theoretical study on ammonia cluster ions : Nature of kinetic magic number"J.Chem.Phys.. 112(17). 7409-7415 (2000)

[Publications] H.Nakai,T.Goto,T.Ichikawa,Y.Okada,T.Orii,K.Takeuchi: "Theoretical study on ammonia cluster ions : Nature of thermodynamic magic number"Chem.Phys.. 262(2-3). 201-210 (2000)

[Publications] Y.Kawamura,T.Nagasawa,H.Nakai: "π^-σ^ hyperconjugation mechanism on the rotational barrier of the methyl group (III) : Methyl-azabenzenes in the ground, excited, and anionic states"J.Chem.Phys.. (in press). (2001)

[Publications] H.Nakai,T.Homma,I.Komatsu,T.Osaka: "Ab initio molecular orbital study of the oxidation mechanism of hypophosphite ion as a reductant for an electroless deposition process"J.Phys.Chem.B. (in press). (2001)

[Publications] T.Homma,I.Komatsu,A.Tamaki H.Nakai,T.Osaka: "Ab initio molecular orbital study on the reaction mechanisms of electroless deposition processes"Electrochimica Acta. (in press). (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

励起分子と固体触媒の構造・振動状態・反応性に関する理論的研究

Principal Investigator

中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (00243056)

Research Products

[Publications] H.Nakai,M.Kawai: "π^*-σ^* hyperconjugation mechanism on the rotational barrier of the methyl group (I) : Substituted toluenes in the ground, excited, and anionic states"J.Chem.Phys.. 113(6). 2168-2174 (2000)

[Publications] H.Nakai,T.Goto,Y.Okada,T.Orii,K.Takeuchi,M.Ichihashi,T.Kondow: "Theoretical study on ammonia cluster ions : Nature of kinetic magic number"J.Chem.Phys.. 112(17). 7409-7415 (2000)

[Publications] H.Nakai,T.Goto,T.Ichikawa,Y.Okada,T.Orii,K.Takeuchi: "Theoretical study on ammonia cluster ions : Nature of thermodynamic magic number"Chem.Phys.. 262(2-3). 201-210 (2000)

[Publications] Y.Kawamura,T.Nagasawa,H.Nakai: "π^*-σ^* hyperconjugation mechanism on the rotational barrier of the methyl group (III) : Methyl-azabenzenes in the ground, excited, and anionic states"J.Chem.Phys.. (in press). (2001)

[Publications] H.Nakai,T.Homma,I.Komatsu,T.Osaka: "Ab initio molecular orbital study of the oxidation mechanism of hypophosphite ion as a reductant for an electroless deposition process"J.Phys.Chem.B. (in press). (2001)

[Publications] T.Homma,I.Komatsu,A.Tamaki H.Nakai,T.Osaka: "Ab initio molecular orbital study on the reaction mechanisms of electroless deposition processes"Electrochimica Acta. (in press). (2001)

中井浩巳早稲田大学, 理工学部, 助教授 (00243056)

[Publications] H.Nakai,M.Kawai: "π^-σ^ hyperconjugation mechanism on the rotational barrier of the methyl group (I) : Substituted toluenes in the ground, excited, and anionic states"J.Chem.Phys.. 113(6). 2168-2174 (2000)

[Publications] Y.Kawamura,T.Nagasawa,H.Nakai: "π^-σ^ hyperconjugation mechanism on the rotational barrier of the methyl group (III) : Methyl-azabenzenes in the ground, excited, and anionic states"J.Chem.Phys.. (in press). (2001)