溶液内化学反応に伴うエネルギー集中機構と非平衡分布に関する理論的研究

溶液中化学反应能量集中机制及非平衡分布的理论研究

• 批准号: 06740465
• 负责人: 長岡 正隆
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Institute Fundamental Chemistry
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06740465/
• 关键词: 化学反応分子動力学法; 超溶質分子; 媒質性溶媒分子; 一般化Langevin方程式; 分子摩擦係数; 非平衡分布; エネルギー流れ; 非線形現象

平成6年度の研究活動は、溶液内化学反応における溶媒効果を概念的に(i)平衡溶媒効果と(ii)非平衡溶媒効果(摩擦効果など)に分けて議論した。そのとき生じる反応エネルギーの集中機構とその非平衡分布に関して、化学反応分子動力学法のシミュレーション的研究とそれを実行するために必要な反応分子内あるいは分子間のポテンシャル関数を求めるための経験的原子価結合(EVB)法の一般化を行い、溶液内化学反応における反応エネルギーの起源とその移動機構を原子・分子レベルで解析した。具体的には次のような詳目内容に分けられる。(1)溶液化学反応における反応エネルギーが溶媒分子群の運動エネルギーからまかなわれるのか、それともポテンシャルエネルギーからまかなわれるのかを知るために、平衡統計力学のNEVアンサンブルについて知られているLebowitz-Percus-Verlet(LPV)関係式を用いて先のシミュレーション結果を統計処理した後解析した。(2)溶液系の熱的化学反応における反応エネルギー流れの集中と散逸の詳細な機構を明らかにするために、水溶液中のフォルムアミジンの異性化反応をモデル反応として、化学反応分子動力学シミュレーションを実行した。その結果、反応エネルギーの緩和(あるいは集中)は分子固定座標系において、x、y、それにz軸方向のエネルギー流れの正負のバランスの結果として生じることを初めて明らかにした。この結果はJ.Physical Chemistryに公表された。(3)化学反応を取り扱うために考案されたWarshelによる経験的原子価結合(EVB)法はMiller等により改良されたが、反応を大域的に表現するためには交換行列要素に"分極"効果を取り入れることが重要である。本年度はこの分極効果を取り入れるために適当な関数形として線形フィットの範囲内で検討した。

The research activities of Heisei 6 include the discussion of the concept of solvent effect in chemical reaction in solution (i) equilibrium solvent effect and (ii) non-equilibrium solvent effect (friction effect). A study of the concentration mechanism and non-equilibrium distribution of chemical reaction molecules by molecular dynamics method is carried out. The necessary reaction molecules are intramolecular, intermolecular and atomic binding (EVB). The origin of chemical reactions in solutions and the mechanism of their movement are analyzed by atomic and molecular reactions. The details of the content are detailed. (1)The chemical reaction of solution is to produce a mixture of solvent molecules and their motion. The mixture is to produce a mixture of solvent molecules and its motion. The mixture is to produce a mixture of solvent molecules. (2)The detailed mechanism of concentration and dissipation of thermal chemical reaction in solution system, and the implementation of chemical reaction molecular dynamics system in aqueous solution The result of the inverse is that the molecule is fixed in the x, y, and z axes. The results are as follows: J. Physical Chemistry. (3)The chemical reaction is selected from the Warshel group and the EVB group is selected from the Miller group. This year, the results of the division were discussed in detail.

项目成果

Masataka Nagaoka: "Deviation of the TST Rate Constant through the Nonlinear Couplings" Journal of Molecular Liquids. (in press).

Masataka Nagaoka：“非线性耦合导致 TST 速率常数的偏差”分子液体杂志。

長岡 正隆: "凝縮系の化学反応分子動力学" 化学. 49. 564-569 (1994)

Masataka Nagaoka：“凝聚系统中化学反应的分子动力学”化学 49. 564-569 (1994)。

長岡 正隆: "電荷移動反応理論の量子力学的展開" 電気化学及び工業物理化学. 63. 266-270 (1995)

长冈正孝：《电荷转移反应理论的量子力学发展》电化学与工业物理化学 63. 266-270 (1995)。

Masataka Nagaoka: "A Microscopic Theory for Solution Chemical Reactions:Introduction of Reactant and Medium Structures into Generalized Langevin Equation Formalism" International Journal of Quantum Chemistry. 51. 519-527 (1994)

Masataka Nagaoka：“溶液化学反应的微观理论：将反应物和介质结构引入广义朗之万方程形式主义”国际量子化学杂志。

Masataka Nagaoka: "Chemical Reaction Molecular Dynamics Simulation and the Energy-Transfer Mechanism in Proton-Transfer Reaction of Formamidine in Aqueous Solution" Journal of Physical Chemistry. 98. 12506-12515 (1994)

长冈正孝：“甲脒在水溶液中的质子转移反应的化学反应分子动力学模拟和能量转移机制”物理化学杂志。