凝縮相の化学反応における量子トンネル現象の微視的理論

凝聚相化学反应中量子隧道效应的微观理论

• 批准号: 09226205
• 负责人: 安藤 耕司
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09226205/
• 关键词: 量子トンネル効果; 化学反応理論; 電子移動; プロトン移動; 溶媒動力学; 分子シミュレーション

1.メタノール溶媒中の有機色素分子の電子状態変化と溶媒和過程との動的結合に起因する吸収・発光スペクトルの微視的機構を理論的に解析した。非経験的分子軌道法と分子動力学シミュレーションを組み合わせた新手法を開発した。古典的シミュレーションデータからスペクトルを量子力学的に計算するための基礎理論を改良した。溶質の電子状態揺らぎによって溶媒和ダイナミクスはわずかに減速するのみであり、それを、溶媒座標の力の定数の変化のみから説明するのは適切でないことを明らかにした。さらに、メタノール溶媒の水酸基が示す量子トンネル効果が、スペクトル拡がりに及ぼす影響について議論した。2.メタノール溶媒中の(外圏型)長距離電子移動反応について、現実的なモデルによる分子動力学シミュレーションを行い、従来無視されてきた溶媒の水酸基の振動モードが、溶媒再配置エネルギーには定量的にわずかに寄与するのみである一方で、速度論的には顕著な量子トンネル効果を示すことを明らかにした。電子移動速度の量子的エネルギーギャップ則について、水溶媒について過去に得た結果と比較しながら議論した。3.水中のフッ化水素酸の電離の微視的機構を解析した。分子軌道(と摂動法による電子相関)計算とモンテカルロシミュレーションを組み合わせた新手法を開発した。室温程度では、電離に伴うプロトン移動は、トンネリングよりもむしろ溶媒分極の揺らぎに断熱的に追随する断熱機構で起こること、結合エネルギーと溶媒和との競合によって、この酸電離は吸熱的になることを明らかにした。また、分子振動を赤外レーザーで励起することにより、酸電離が加速される可能性を指摘し、シミュレーション結果に基づいて議論した。さらに、低温においては、プロトン移動がトンネル機構で起こり、それに水溶媒の振動が結合する可能性があるので、この現象を記述する基礎理論と計算手法について検討した。

1. Theoretical analysis of the mechanism of absorption, emission and Weishi app of organic pigment molecules in different solvents A new method of molecular orbital method and molecular dynamics is developed. The basic theory of quantum mechanics is improved. The electronic state of the solute is determined by the solvent and the solvent. In addition, the solvent and the aqueous acid base show the quantum effect, the selection and the influence of the solvent. 2. The molecular dynamics of long-distance electron movement in solvent (outer ring type) is studied. The molecular dynamics of solvent is studied. The results of quantum dynamics are shown. The quantum of electron movement speed is the result of comparison with water solvent. 3. Analysis of the mechanism of ionization of hydrated acid in water by Weishi app A new method for molecular orbital calculation and molecular orbital integration has been developed. Room temperature, ionization, heat transfer, solvent polarization, heat transfer, heat transfer mechanism, solvent polarization, heat transfer mechanism, heat transfer mechanism The possibility of acceleration of molecular vibration is discussed. The basic theory and calculation method for the possibility of vibration combination of water and solvent are discussed.

项目成果

安藤耕司: "Solvation dynamics and electronic structure development of counmarin 120 in methanol:A theoretical modeling study" Journal of Chemical Physics. 107・12. 4585-4596 (1997)

安藤浩司：“甲醇中香豆素 120 的溶剂化动力学和电子结构发展：理论建模研究”化学物理杂志 107・12 4585-4596（1997 年）。