ダイキューブ水12量体

水素結合ネットワークの網羅と分類

抄録

多面体水クラスターは水素結合の向きが異なっていてもよく似た骨格構造をもつ．いくつかの多面体水クラスターの水素結合ネットワークが数え上げられているが，4本の水素結合をもつ水分子を含む多面体水クラスターの水素結合ネットワークについてはほとんど研究されていない．本研究では，立方体が2つ接合したダイキューブについて，有向グラフを用いて水クラスターに対応する水素結合ネットワークをすべて網羅し，水素結合のタイプで分類した．また，網羅した水素結合ネットワークから水クラスターの構造を生成し，非経験的分子軌道で構造最適化して水素結合ネットワークの安定性を検証した．構造最適化の結果，ほとんどの構造はダイキューブ型の水素結合ネットワークを保持したが，いくつかの構造で1本の水素結合が切れた．水素結合が切れた構造には共通の水素結合ネットワークがあることを見出した．