2016 Fiscal Year Annual Research Report
Advanced Development of AIM Dual Functional Analysis: Applications to Weak Interactions in Crystals and Unstable Materials
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26410050
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| Research Institution | Wakayama University |
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Principal Investigator |
中西 和郎 和歌山大学, 学内共同利用施設等, 名誉教授 (80110807)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 聡子 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (00294306)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 理論有機化学 / 有機典型元素 / 構造有機化学 / QTAIM二元関数解析法 / 水素結合 / ファン・デル・ワールス相互作用 / X線結晶構造解析 / 拡張超原子価結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
物質科学を発展させ新規化合物を開拓するためには、弱い相互作用の本質を的確に解析・評価し、自在にかつ巧みに操ることが求められる。Baderが提案したAIM (Atoms-in-Molecules Method)は、化学結合および相互作用の特性を評価・分類できる方法として注目を集めてきた。実験化学者の立場から測定結果や物性を自身のイメージで解析を行うために、AIM二元関数解析法(AIM-DFA)を提唱し、相互作用全体を統一的に評価・分類できる基本的な解析法として確立してきた。しかし化学現象全体を有効に解析するためには、本法のより高度な解析法としての確立という課題が浮上した。本研究の目的は、AIM-DFAを物質科学の発展と新規物質創製に挑戦できる解析法として発展・確立することであり、具体的には、(1)相互作用の動的特性に関連して新規な摂動構造作成法を提案し、AIM-DFAをさらに高精度化し、(2)不安定化学種や結晶中の相互作用を含めて有効な解析法として確立することである。
AIM-DFAの提案当初は、相互作用の動的特性は着目する相互作用の周辺から受ける影響を加味して解析した方が良いと考えていた。しかし、動的特性は小さいながらも周辺からの影響に比例して変化するという解析結果が得られた。このことを踏まえて、平成28年度は目的(1)に関連し、AIM-DFAを適用して、相互作用の動的特性の解析する際、着目する相互作用の周辺からの影響を取り除いた形で相互作用の動的特性が解析できる新規摂動構造作成法の提案と確立に成功した。Compliant force constantsに対応する基準座標(CIV)を用いた摂動構造が有効に機能し、摂動構造の作成のためのプログラムも工夫し、実証も行った。目的(2)の不安定化学種や結晶中の相互作用解明にも適応した。
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