凝縮系における光化学過程の微視的理論

凝聚态光化学过程的微观理论

• 批准号: 11740309
• 负责人: 安藤 耕司
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11740309/
• 关键词: 光化学反応; 分子シミュレーション; 電子状態; 凝縮系; 溶媒効果; 液体構造

1.水中の酸電離プロトン移動の分子的機構について、塩酸とフッ化水素酸を比較しながら議論した。これら二種のハロゲン酸について、酸の強さの差異の原因、プロトン移動の量子的断熱性、多重プロトン移動機構、弱酸のイオン再結合反応機構について、微視的モデルに基づいて議論した。2.タンパク質シミュレーションにおけるアミノ酸側鎖の電子分極効果を取り入れるために、電子陰性度平衡化法の開発と改良を行った。この方法は、動力学計算に応用した場合に電荷およびエネルギーの発散がしばしば起こるという問題があるが、これについて根本的な解決となり得る新手法を開発し、水溶媒中の電子移動反応系へ応用した。3.発色団を持つ有機分子の、(主に極性)溶媒中における電子状態ゆらぎを量子化学的に記述し、動力学シミュレーションと組合わせる計算手法と基礎理論の開発を行った。分極効果は、基本的に一電子励起配置で記述されるが、それでも考慮すべき配置の数は非常に多い。ここでは、局在化分子軌道の組を基底とし、射影演算子法を応用することによって重要な配置を選び出す新手法を開発した。これを動力学シミュレーションと組合わせることによって、吸収・発光スペクトルへの動的溶媒効果を調べる研究を進めている。4.メチルクロロメタン液体の分子シミュレーションを行うための相互作用ポテンシャルパラメータを、非経験的分子軌道計算に基づいて決定した。分子動力学シミュレーションから得た動径分布関数などを実験データと比較した。さらに、より微視的な液体構造について議論を試みた。

1。在比较盐酸和氢氟酸时，讨论了水中酸离子化质子转移的分子机制。基于微观模型，讨论了质子转移量差异，质子转移的量子热绝热特性，多个质子转移机制和离子重组反应机制的原因。 2。开发了一种电子负平衡方法并改进了氨基酸侧链在蛋白质模拟中的电子极化效应。该方法存在一个问题，即当应用于动态计算时通常会发生电荷和能量发散，并且已经开发出一种新方法可以从根本上解决该问题并将其应用于水溶液中的电子传递反应系统。 3.量子化学描述了具有（主要是极地）溶剂的发色团的有机分子电子状态的波动，并开发了计算方法和基本理论，将它们与动力学模拟相结合。极化效应本质上被描述为一种单电子激发构型，但仍有很多安排要考虑。在这里，我们通过应用基于一组局部分子轨道的投影算子方法来选择一种新的方法来选择重要的布置。通过将其与动态模拟相结合，我们正在进行研究以研究动态溶剂对吸收和发射光谱的影响。 4。基于非经验分子轨道计算，确定了对甲基氯甲烷液体进行分子模拟的相互作用潜在参数。将从分子动力学模拟获得的径向分布函数与实验数据进行了比较。此外，我们尝试讨论更多的显微镜液体结构。

项目成果

R.Rey: "X-ray and molecular dynamics study of liquid structure in pure (CH_3)_<4-n>CCl_n"Journal of Chemical Physics.

R.Rey：“纯(CH_3)_<4-n>CCl_n中液体结构的X射线和分子动力学研究”化学物理杂志。

安藤 耕司: "溶液内や光合成反応中心の電子移動における量子トンネル効果とコヒーレンス"物性研究. 72. 240-254 (1999)

Koji Ando：“溶液和光合反应中心中电子转移的量子隧道效应和相干性”物理性质研究。72. 240-254 (1999)。

K.Ando: "Acid-base proton transfer and ion pair formation in solution"Advances in Chemical Physics. 110. 381-430 (1999)

K.Ando：“溶液中酸碱质子转移和离子对形成”化学物理进展。

K.Ando: "Molecular mechanism of HF acid ionization in water"Journal of Physical Chemistry A. 103・49. 10398-10408 (1999)

K.Ando：“水中HF酸电离的分子机制”物理化学杂志A.10398-10408（1999）。