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: 11133218
• 负责人: 細矢 治夫
• 金额: $ 1.28万
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11133218/
• 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; トンネル電子移動; 縮合多環芳香族炭化水素; グラファイト; エッジ状態; 巨大双極子モーメント

不飽和共役炭化水素中のπ電子の移動の方向と強弱が、古典的な有機電子論の図式的な方法でよく表されることの数学的な裏付けについての大局的な証明は、前年度までの研究で示すことができた。その際、大きな縮合多環芳香族炭化水素については、電子移動の減衰の速度を有機電子論で予測することはできないこと、及びある種の周辺構造をもつ巨大な縮合多環芳香族炭化水素で異常に大きな「トンネル電子移動」の起こることが判明した。即ち、多数のベンゼン環が平行四辺形状に縮合した系の末端に一個の窒素原子置換をするだけで、そこから最遠端より少し手前の周辺部の炭素原子上のπ電子が大きく吸引され、系としては巨大な双極子モーメントが生じる。今回これらの系について、HMOから得られるCoulsonの分極率と部分グラフのケクレ構造数との間の興味ある相関関係を発見し、そのグラフ理論的な解釈を得ることに成功した。我々のグループでは、このように大きなπ電子共役系における端の構造の影響を、バンド理論の立場からも研究を進めている。即ち、巨大なベンゼノイド系において、armchair端とzigzag端の長さ(aおよびz)によって、両方の端を有する長方形ネットワークの電子状態がどのように記述されるかを、強結合モデルの範囲で調べた。z<6程度ではzの3倍周期で電子状態が変化するが、ナノスケールの領域ではエッジ状態というzigzag端の特徴がフェルミ準位近傍を支配する。また2次元グラファイトに特徴的なE=±1の軌道の数が、aとzの関数として周期的に変化することがわかった。

数学支持的数学证据的广泛证明，即在过去几年的研究中可以证明，在经典有机电子理论的示意方法中，可以很好地表示π电子在不饱和共轭烃中运动的方向和强度。在这种情况下，发现大型融合多环芳烃的电子转移衰减速率无法通过有机电子理论预测，并且在具有某些外围结构的巨型融合多环芳烃中发生异常大的“隧道电子转移”。也就是说，只需在系统的末端替换一个氮原子，其中许多苯环被融合到平行四边形的形状上，然后从中，在最远的端的外围碳原子上的π电子在最远的末端略高于最远，从而导致了系统的巨大次气时刻。在本文中，我们发现了Coulson从HMO获得的极化和子图中的Kecle结构数量之间的有趣相关性，并成功地获得了对这些系统的图理论解释。我们的小组还从频段理论的角度研究了如此大的π电子共轭系统中边缘结构的影响。也就是说，在庞大的苯基系统中，如何在强耦合模型的一系列范围内检查了扶手椅和锯齿形末端的长度（A和Z）的长度（A和Z）。在大约z <6时，电子状态在z周期的三倍变化，但是在纳米级区域，锯齿形边缘特征（边缘状态）主导了近纤维水平。还发现，二维石墨的E =±1轨道特征的特征随着A和Z的函数定期变化。

项目成果

H..Hosoya,S..Iwata: "Revisiting Superdelocalizability. Mathematical Stability of Reactivity Indices"Theor.Chem.Acc.. 102. 293-299 (1999)

H..Hosoya，S..Iwata：“重新审视超离域性。反应指数的数学稳定性”Theor.Chem.Acc.. 102. 293-299 (1999)

Y. Takeuchi, H. Hosoya, H. Yoshida, M. Ito: "Virtual Chemical Education-Novel Teaching Materials by Means of the Internet"Pure Appl. Chem.. 71. 825-834 (1999)

Y. Takeuchi、H. Hosoya、H. Yoshida、M. Ito：“虚拟化学教育-借助互联网的新颖教材”纯应用。