Relativistic effect on ligand field splitting of metal complexes: a fundamental theory of heavy element chemistry

金属配合物配体场分裂的相对论效应：重元素化学的基本理论

• 批准号: 21K14643
• 负责人: 砂賀 彩光
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14643/
• 关键词: 相対論的量子化学; 錯体化学; スピン軌道相互作用; 配位子場分裂; ヤーン・テラー効果; 重元素; 分子構造; 多配置性; 超重元素; 分子軌道ダイアグラム; X2C法; 電子相関

令和4年度は、第６周期元素を含んだ6フッ化物XF6(X=Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg)の構造最適化をスピン軌道（SO）相互作用を含んだ相対論的多配置配置間相互作用(MRCI)法を用いて実施した。分子軌道は平均配置法を用いて計算した。ハミルトニアンには厳密２成分法(X2C)を用いたXF6に対して、赤道面上の4つのF原子と、軸上の2つのF原子の核間距離をそれぞれ変えて計算を行ない、得られた離散的なポテンシャルエネルギー曲面（PES）を多項式展開でフィッティングすることで、XF6錯体の平衡構造を探索した。ReF6はヤーン・テラー(JT)効果による歪み構造（D4h）、IrF6とHgF6は正八面体構造（Oh）が平衡構造となり、先行研究における内殻ポテンシャル(PP)を使用したCCSD(T)法の計算と同様の傾向が得られた。OsF6については、歪み構造が得られたものの、歪みの度合いはPP-CCSD(T)法より小さかった。その理由は、当研究ではSO相互作用により正八面体構造においても分子軌道が分裂しているため、歪みによる安定化が少なくて済むためだと考えられる。PtF6については、PESを描く過程でイオン結合的な電子状態と共有結合的な電子状態の2種類の電子状態が現れた。AuF6については、PESを描く過程でSCFが収束しない構造が現れた。PtF6とAuF6については、他の錯体の場合より小さいステップ幅を用いて、平衡構造の近傍のみに注目して構造最適化計算を実施中であるが、途中経過は良好である。XF6錯体の構造におけるSO相互作用の影響を調べるため、SO相互作用を含まないスピンフリー(SF）相対論法を用いた計算も開始した。

The structural optimization of XF6 (X=Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg) for the elements of the sixth and sixth periods in the fourth year was carried out by the multi-configuration interaction (MRCI) method. Molecular Orbital Average Allocation Method XF6 is used to calculate the distance between nuclei of 4 F atoms on the equatorial plane and 2 F atoms on the axis by using the dense 2-component method (X2C). The discrete surface of XF6 is obtained by polynomial expansion. The equilibrium structure of XF6 is explored. ReF6 is the result of the inverse structure (D4h), IrF6 and HgF6 is the inverse octahedral structure (Oh), the equilibrium structure (PP) is the inner shell structure (PP), and the CCSD(T) method is used to calculate the same tendency. OsF6 The reason for this is that when we study SO interaction, the molecular orbitals are split and stabilized. PtF6 is a complex electron state and PES is a complex electron state. AuF6, PES, SCF, SCF PtF6 and AuF6 are in the process of optimization calculation. The structure of XF6 complex and the influence of SO interaction on the structure of XF6 complex are discussed.

项目成果

Spectroscopic and Electric Properties of the TaO+ Molecule Ion for the Search of New Physics: A Platform for Identification and State Control

• DOI: 10.1016/j.jqsrt.2022.108229
• 发表时间: 2022-03
• 期刊: Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer
• 影响因子: 2.3
• 作者: A. Sunaga;T. Fleig

Many-body calculation for the electron EDM searches: mechanism of enhancement for effective electric field and many-body theory including QED effects

电子 EDM 搜索的多体计算：有效电场增强机制和包括 QED 效应的多体理论

• 发表时间: 2021
• 作者: Watanabe Tomohiro;Shima Seigo;Ayaki Sunaga
• 通讯作者: Ayaki Sunaga

Hydrofluorocarbon Diluent for CMPO Without Third Phase Formation: Extraction of Uranium(VI) and Lanthanide(III) Ions

用于不形成第三相的 CMPO 的氢氟碳稀释剂：铀 (VI) 和镧系 (III) 离子的萃取

• DOI: 10.1080/01496395.2021.1970767
• 发表时间: 2021
• 期刊: Separation Science and Technology
• 影响因子: 2.8
• 作者: Tabata Chihiro;Nakase Masahiko;Harigai Miki;Shirasaki Kenji;Sunaga Ayaki;Yamamura Tomoo
• 通讯作者: Yamamura Tomoo

相対論的多体理論を用いた同位体シフトにおける新物理の探索

使用相对论多体理论寻找同位素变化的新物理

• 发表时间: 2022
• 作者: 砂賀彩光;小野滉貴;田中実;高橋義朗
• 通讯作者: 高橋義朗

同位体シフトにおける標準模型を超えた新物理：相対論に基づく精密計算と解析

超越同位素位移标准模型的新物理：基于相对论的精确计算和分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 砂賀 彩光;小野 滉貴;田中 実;高橋 義朗
• 通讯作者: 高橋 義朗