「電子相関？？」

前回のCONFLEX iNSIDEは... メチル アントラセン （図1）の精密な回転線の観測が行われるようになってきました。そのため回転ポテンシャルを精密に計算する必要が出てきました。分子の対称性から考えると、図2の180°と150°が重要な構造であることが判ります。 ...

「並列計算のシミュレートって？？」

前回のCONFLEX iNSIDEは... 前回， 「並列計算をシミュレートする」 ことで計算精度低下を避けることができる場合があることをお知らせしましたが、具体的にどうすればよいのかというお問い合わせがありました。なので、ベクトルの内積計算の例をお示ししましょう。以下を試...

「多様な情報の中から」

前回のCONFLEX iNSIDEは... 近年のインターネットの発展と携帯電話の普及を背景に，10年前には考えられなかったほどの多様な情報が容易に手に入るようになってきました．特に，情 報へのアクセス方法としての携帯電話の普及が，情報の多様性と容易な取得を実現しました．情...

「分子軌道法の計算精度」

前回のCONFLEX iNSIDEは... 大規模計算は一般に膨大な演算量を必要とするためその解の信頼性には 仮数部のビット数 が大きく影響しています。現在、殆どの分子軌道プログラムでは他の科学技術計算と同様に倍精度実数計算を採用していますが、生体高分子のような大きな分子の...

「分子の形と電子状態」

前回のCONFLEX iNSIDEは... 計算化学の手法を用いることの一番のメリットは、分子構造の最適化でしょう。分子の安定構造は電子のエネルギーと核間反発エネルギーに関係します。例えばHAAH型の分子でも、 アセチレンHCCH は直線ですし、ジイミンHNNHは平面形でC...

「電子状態の計算法」

前回のCONFLEX iNSIDEは... 計算化学 の基本は、量子力学に基づく系の 電子状態 計算です。特に分子系には、 非経験的分子軌道法 が、さまざまな 機能性分子 の設計や開発に対して最も基本的でかつ重要な手法となっています。その計算コストは一番簡単な ハートリ...

「軌道の3次元表示」

前回のCONFLEX iNSIDEは... Atomic Orbital や Molecular Orbital というのはそれぞれ 原子軌道 、 分子軌道 と訳されますが、その軌道というのは我々が知っている 古典力学 の言うところの粒子の運動の軌跡ではなくて、雲のよう...

「大規模分子計算」

前回のCONFLEX iNSIDEは... 近年の計算機の発達、特に高性能ワークステーションの発達と普及により、さまざまな科学技術分野において 従来成し得なかった大規模計算が可能 となってきています。このことは計算化学の分野においても例外ではなく、数年前までは数100基底の...

「分子構造」

前回のCONFLEX iNSIDEは... 計算化学と一口に言っても、 量子論的電子状態 シミュレーション、 古典力学 的シミュレーション、 モンテカルロシミュレーション 、そしてデータベースからの データマイニング をもとにした 物性推算 、および QSAR（定量的構造活...

もう一度「計算化学で求められる核電荷」

前回のCONFLEX iNSIDEは．．． 分子の性質を語る上で、分子中の核の 形式電荷 はとても重要な概念です。特に無機化学や錯体化学では非常に役立ちます。高校の化学でも鉄の3価と2価のイオンの色が違うとか教わりました。計算化学でも、いくつかの方法によって原子核周辺の電荷...

「計算化学で求められる核電荷と双極子モーメント」

前回のCONFLEX iNSIDEは... 分子の性質を語る上で、分子中の核の 形式電荷 は、とても重要な概念です。特に 無機化学 や 錯体化学 では非常に役立ちます。高校の化学でも 鉄 の3価と2価のイオンの色が違うとか教わりました。 計算化学 でも、いくつかの方法によっ...

「計算化学で欲しい情報は？」－ Part 2

前回のCONFLEX iNSIDEは ．．． 計算化学の基本的な手法である ハートリーフォック法 （HF法）は、 シュレディンガー方程式 の近似解法で、同じ軌道に同じ電荷を持つ電子を2つ入れるというずいぶん乱暴な計算法なのですが、 イオン化ポテンシャル だけでなく、非常に多くの...

「計算化学で欲しい情報は？」

前回のCONFLEX iNSIDEでは．．． 計算化学は、非常に多くの分子の情報をもたらしてくれます。 量子力学 が教えるところでは、系のある状態の 波動関数 さえ正しく求まれば、その状態の分子のあらゆる性質が明らかになるのです。ところが、波動関数を正確に求めるのは非常に大変で...

「分子の形は？」

前回のCONFLEX iNSIDEは．．． 化学は、 ベンゼン の構造式に代表されるように分子の構造の絵が重要な役割を果たす、極めて特殊な学問分野です。計算化学もその例に漏れず、 分子構造 や 分子軌道 の形が多くの情報を持つので、それらの形を描くツールがたくさんそろっています...

「計算化学事始め」

前回のCONFLEX iNSIDEは．．． アインシュタイン を例に出すまでもなく、天才ってすごいですね。S堂の辞書に依れば天才は「 生まれつき備わっている、きわめてすぐれた才能。また、その持ち主 」を言うそうです。まあ、通常の人よりも優れた能力をもって、それが社会に認められ...

「計算化学は役に立つの？」

前回のCONFLEX iNSIDEは... 計算機シミュレーションは自然現象を探究する方法でありながら、自然そのものを対象とした実験ではなく、 量子力学 という理論を基にした数値実験です。理論はもともと人間が考えたものであり、実験的観測をわかりやすく説明できる限り有用です。 も...

「計算化学の計算結果はいつも正しいの？」－浮動小数点演算の落とし穴－

計算化学に限らず、計算機上でソフトウェアを走らせれば、なんとなく “数値” は得られます。計算機を使う上で重要なのは、得られた数値の信頼性・妥当性を注意深く吟味しながら、計算結果から（ 計算化学の場合は化学的に ）重要な知見を得ることです。問題の規模や質に対して近似法の向き・不...

「計算化学と実験化学のちがいは何？」

化学は自然界における物質の性質の測定（ what ）とその性質の解明（ why ）を通じて得られた知識を元に、自然界にはない“ 人類の生活に有用な ”新たな物質を如何に（ how ）作り出す事を目的とした学問領域です。（少し言い過ぎか！？）そのため、物質の測定分野として 物理化...

ところで「なんで計算化学なの？」－計算化学のメリット－

化学は扱う分子の数が1つから10 23 個（ アボガドロ数 個）で、長さが10 -12 mから10 3 m時間で、10 -15 秒（1ヘムト秒と言います。）から10 2 時間と時間・空間のダイナミックレンジがきわめて広いという特徴があります。計算機によるシミュレーションは、この...

ところで「計算化学ってなに？」（3）－簡単な計算化学－

化学は扱う分子の数が1つから10 23 個（ アボガドロ数 個）で、長さで10 -12 mから10 3 m、時間で10 -15 秒（1ヘムト秒と言います。）から10 2 時間と時間・空間のダイナミックレンジがきわめて広いという特徴あります。そのため系のサイズに対して用いる研究開...