メゾスコピック領域でのベンゼノイド及び非ベンゼノイド縮合多環系の電子論

介观区域苯环和非苯环稠合多环体系的电子理论

• 批准号: 10146216
• 负责人: 細矢 治夫
• 金额: $ 1.15万
• 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: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10146216/
• 关键词: グラフ理論的分子軌道法; 有機電子論の数学的証明; ポリアセンの異常分極; フラーレンの生成機構; ナフタリンの縮合反応; ナノグラファイトのフェルミ準位; zigzagリボンの最適化構造

細矢治夫グラフ理論的分子軌道法とCoulsonとLonguet-Higginsの摂動理論を合わせることによって、鎖式及び簡単な芳香族炭化水素の中の電子の移動が有機電子論の図式的方法通りに起こることを初めて示した。更に、ベンゼン環の個数が数十から数百の縮合多環芳香族炭化水素について、それぞれの中の1個の炭素原子をヘテロ原子に置換したときの各炭素原子上のπ電子密度の変化量を計算した結果、多層のポリアセンでは、摂動の影響が異常に遠方まで及び、その流れは主に両脇の形状に強く依存することがわかった。鷹野景子ナフタレンを出発物質とするフラーレンの生成機構を量子化学計算により明らかにした。2つのナフタレン骨格のT字型の縮合と分子内環化反応の組み合わせが鍵反応であること、およびラジカル反応機構によりこの反応が進む可能性を示した。分子内環化反応において生じる5員環がお椀状の曲面の生成の役割を演じるが、ナフタレン部分のフロンティア軌道が位相の性質を保つことが反応の鍵であることを指摘した。中田恭子zigzag端をもつナノグラファイトのフェルミ準位には、ほとんどフラットなπバンド(エッジ状態)が現れる。ナノグラファイトリボンに対する第一原理計算(局所密度近似・擬ポテンシャル法・平面波展開)を行い、キノイド型の極限構造をもたないzigzagリボン(N=偶数)について最適化構造を求め、基底状態の電子状態を調べた。単層リボンでは、構造や電子状態に対する強結合モデルでの描像が再現された。層間相互作用についても検討し、グラファイト様のABスタッキングではエッジ状態が十分に形成され得ることを明らかにした。

通过结合 Haruo Hosoya 的图论分子轨道方法和 Coulson 和 Longuet-Higgins 的微扰理论，我们首次证明了链状系统和简单芳香烃中的电子转移是按照有机电子理论的图解方法发生的。另外，对于含有数十～数百个苯环的稠合多环芳香族烃，各碳原子中的1个碳原子被杂原子取代时的各碳原子上的π电子密度的变化量，计算结果为：在多层多并苯中，扰动的影响延伸到异常长的距离，并且流动很大程度上取决于两侧的形状。高野惠子通过量子化学计算阐明了以萘为起始原料的富勒烯的形成机理。我们发现两个萘骨架的T型缩合与分子内环化反应的结合是关键反应，并且该反应可能通过自由基反应机制进行。他指出，分子内环化反应中形成的五元环起到了碗状曲面形成的作用，反应的关键是萘部分的前沿轨道保持其拓扑性质。 Kyoko Nakata 在纳米石墨的费米能级上出现了几乎平坦的 π 带（边缘态），具有锯齿形边缘。我们对纳米石墨带进行了第一性原理计算（局域密度近似、赝势法、平面波展开），找到了不具有醌型极限结构的锯齿形带（N=偶数）的优化结构，并计算了基态电子我检查了情况。在单层带中，再现了强耦合模型的结构和电子状态图。我们还研究了层间相互作用，发现在类石墨 AB 堆叠中可以充分形成边缘态。

项目成果

H.Hosoya: "pascal's triangle,non-adjacent numbers,anb D-dimensional atomic orbtials." J.Mathematical Chem.23. 169-178 (1998)

H.Hosoya：“帕斯卡三角形，不相邻数，anb D 维原子轨道。”

H.Hosoya,S.Iwata: "Revisiting superdelocalizability.Mathematical stability of reactivity indices." Theor.Chem.Acc.100(in press). (1999)

H.Hosoya，S.Iwata：“重新审视超离域性。反应性指数的数学稳定性。”

H.hosoya,M.Gotoh,M.Murakami,S.Ikeda: "Topological index and thermodynamic properties.V.How can we explain the topological dependency of thermodynamic properties of alkanes with the topology of garaphs?" J.Chem.Inf.Comput.Sci.39(in press). (1999)

H.hosoya，M.Gotoh，M.Murakami，S.Ikeda：“拓扑指数和热力学性质。V.我们如何解释烷烃热力学性质与garaphs拓扑的拓扑依赖性？”

Y.Miyamoto,K.Nakada,M.Fujita: ":First-principles study on edge states of H-terminated graphite ribbons." :Phys.Rev.B. 59(in press). (1999)

Y.Miyamoto，K.Nakada，M.Fujita：“：H端石墨带边缘态的第一性原理研究。”

K.Takano,M.Mihashi,T.Hirano: "Possible reaction mechanism for the formation of C60 from naphthalene: A semi-empirical and ab initio molecular orbital study." Fullerene Science and Technology. 6. 283-299 (1998)

K.Takano、M.Mihashi、T.Hirano：“萘形成 C60 的可能反应机制：半经验和从头算分子轨道研究。”