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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学研究科 分子工学専攻 量子化学Ⅱ

量子化学Ⅱ

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科目ナンバリング
  • G-ENG14 5H406 LJ60
開講年度・開講期 2020・前期
単位数 1.5 単位
授業形態 講義
配当学年 修士
対象学生 大学院生
使用言語 日本語
曜時限 月1
教員
  • 佐藤 啓文(工学研究科 教授)
  • 江原 正博(非常勤講師)
  • 東 雅大(工学研究科 准教授)
授業の概要・目的 量子化学Iに引き続き、密度汎関数理論などの最近の電子状態理論の発展を論述する。さらに、化学反応や溶媒構造、溶媒和の分子論的理解に関する理論的研究の成果を、最近のトピックスを含めて紹介し、電子状態理論が化学の諸問題に対して、 どのように本質的かつ分子論的理解を可能にするかを解説する。
到達目標 現代における電子状態およびその周辺理論の発展状況を正しく理解し、 その有用性を積極的に活用できる基礎を築くことを目指す。
授業計画と内容 量子化学の基礎(3回)
化学現象を理論的に考察するとはいかなることなのか、また広く一般に用いられるようになって来ている現代の量子化学の方法がいかなる背景・基盤を持っているかを講述する。

電子相関理論(2回)
Hartree-Fock法は電子相関を取り込んでいないため、計算結果を定量的に評価することはできない。定量的な計算結果を得るためには、CI法、摂動法、CC法、MCSCF法などのpost-Hartree-Fock法を用いて、電子相関を取り込む必要がある。講義ではそれぞれの理論の概要について説明し、実際の計算例を紹介する。

密度汎関数法(2回)
密度汎関数法は電子相関理論と比べて、計算コストがかからず簡便に使うことができる。密度汎関数法の理論的背景についてHohenberg-Kohnの定理から実際の汎関数までを説明し、実際の応用例を紹介する。

大規模な量子化学計算(1回)
生体分子などの巨大な分子に量子化学計算を適用するのは非常に難しいため、大規模な分子に適用可能な方法論として、ONIOM法、FMO法、DC法などが提案されている。それぞれの理論の概念を説明し、実際の応用例を紹介する。

溶液と周辺理論(2回)
実際の化学現象を正しく理解する上で、溶媒の影響は無視できない。統計力学分野との境界領域に位置するこれらの理論は近年大きな発展を見せている。連続誘電体モデル(PCM)、Car-Parrinello法、RISM-SCF法などの最新の方法を紹介し、今後の量子化学の発展を展望する。

学習到達度の確認(1回)

フィードバック(1回)
成績評価の方法・観点 平常点および期末試験で決定する。
履修要件 物理化学および量子化学について基礎的内容を修得していることが望ましい。
授業外学習(予習・復習)等 必要に応じて指示する。
教科書
  • 特になし。必要な資料を講義の際に配布する。
参考書等
  • Introduction to Computational Chemistry, Frank Jensen, (Wiley),
  • 分子理論の展開, 平尾公彦・永瀬茂著, (岩波書店),
  • 実験化学講座 計算化学, 日本化学会編, (丸善),
  • 量子化学, 原田義也著, (裳華房),