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内挿法によるabinitioポテンシャル曲面の生成とダイナミックスへの応用

插值法生成从头势面及其在动力学中的应用

基本信息

批准号：
12042228
负责人：
武次徹也
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Ochanomizu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12042228/
关键词：
ポテンシャル曲面多次元トンネル水素移動反応マロニアルデヒド蟻酸二量体振動SCF法反応経路 Separd内挿法ポテシャルエネルギー曲面修正シェパード内挿法マロンアルデヒド多次元トンネル効果分岐反応経路同位体効果 direct trajectory

项目摘要

本申請課題では、内挿法によるab initioポテンシャル曲面(PES)生成法の一般化を行い、動力学の諸問題に応用することを目的とした研究を行った。まず、1994年にCollinsらによって提案された修正Shepard内挿法に基づくPESの生成法を、デカルト座標に基づいて定式化することにより一般の多原子分子系に適用できる形に拡張することに成功した。本方法を、(1)マロンアルデヒドの分子内水素移動反応・蟻酸二量体の分子間二重水素移動反応における多次元トンネル動力学、(2)水、ホルムアルデヒド分子の振動-回転エネルギー準位の予測、の2つの動力学の問題に応用した。以下順次成果を述べる:(1)反応経路が大きく曲がるためにトンネル効果を定量的に見積もることが困難な系として知られているマロンアルデヒドの分子内水素移動反応に対して全21自由度を含んだab initioポテンシャル曲面を作成し、Millerのモデルを適用してトンネル効果によるエネルギー分裂を評価したところ、実験値を非常に精度よく再現することができた。蟻酸二量体の分子間二重水素移動反応(24自由度)についても、同様にしてPESを作成し、simulationを行うことにより、トンネル分裂を定量的に見積もることができた。(2)振動-回転エネルギー準位を理論予測する振動SCF法にdirectに電子状態計算を組み合わせたdirect VSCF法を定式化し、水、ホルムアルデヒド分子の基本振動数、倍音・結合音のエネルギー準位の計算を行い、実験結果を再現する高精度な結果を得ることができた。また、分子振動を高精度に再現するab initio PESを3つの参照点における4次テイラー展開のポテンシャルを内挿することにより作成し、その正確さをdirect法による結果と比較することにより実証した。

The subject of this application is to conduct research on the generalization of the ab initio complex surface (PES) generation method for the interior method and its application to various problems of dynamics. In 1994, Collins proposed a modified Shepard internal method for PES generation, which was successfully applied to general polyatomic molecular systems. This method is applied to: (1) the kinetics of the intramolecular water element movement reaction of water molecules;(2) the prediction of the vibration-recovery alignment of water molecules; and (3) the kinetics of the intermolecular double water element movement reaction of formic acid molecules. The following results are described in sequence:(1) The inverse channel has a large number of curves, a large number of results, a quantitative number of results, a difficult number of systems, a known number of problems, and an intramolecular water movement inverse channel with a total of 21 degrees of freedom. The inverse channel has an ab initio surface, a Miller surface, and a suitable number of results. The double molecular shift reaction of formic acid dimer (24 degrees of freedom) is characterized by the formation, simulation and quantitative analysis of PES. (2)Vibration-echo level theoretical prediction Vibration-SCF method direct electron state calculation group combination direct VSCF method formalization, water, sound and molecular basic vibration number, doubling, combination sound generation level calculation, results reproduction, high precision results The results of the ab initio PES are compared with the results of the 4 th generation of the direct method.