Journal of Computer Chemistry, Japan
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5 巻 , 1 号
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技術論文
研究論文
  • 中井 浩巳, HEYD Jochen, SCUSERIA Gustavo E.
    2006 年 5 巻 1 号 p. 7-18
    発行日: 2006年
    公開日: 2006/05/01
    ジャーナル フリー
    Heyd-Scuseria-Ernzerhof遮蔽クーロンハイブリッド汎関数(HSE03)を用いた周期境界条件(PBC)計算により、アナターゼ型およびルチル型二酸化チタンTiO2の電子構造を検討した。比較のため、局所密度近似(LDA)、一般化密度勾配近似(GGA)、そして従来のハイブリッド汎関数を用いた検討も行った。PBC計算では、Hartree-Fock (HF)交換項の計算がボトルネックとなるが、従来のハイブリッド汎関数に比べHSE03は近距離での打ち切りが可能であることが確かめられた。凝集エネルギーは、LDA以外の汎関数でまずまず実験値を再現することが示された。バンドギャップに関しては、よく知られているように、LDAやGGAでは40 %程度過小評価した。この過小評価は、ハイブリッド汎関数を用いることでかなり改善された。特に、HSE03では絶対誤差が0.3 eV以下となった。HSE03による構造パラメータは、LDAとGGAのほぼ中間的な値となり、実験値に最も近いことが示された。体積膨張率に関して、HSE03の結果はGGAよりも大きく、LDAと近い値を与えることがわかった。本研究により、HSE03はPBC計算のコストを抑えると同時に、通常のハイブリッド汎関数と同等あるいはそれ以上の計算精度を与えることが確かめられた。
  • MIYAMOTO Ryo, KAWAKAMI Jun, TAKAHASHI Shuko, ITO Shunji, NAGAKI Masahi ...
    2006 年 5 巻 1 号 p. 19-22
    発行日: 2006年
    公開日: 2006/05/01
    ジャーナル フリー
    8-Hydroxyquinoline derivatives (BQOH and BQClOH) were synthesized as fluorescent chemosensors for metal ions. BQOH and BQClOH hardly show fluorescence themselves, but they showed strong fluorescence with the addition of zinc or cadmium ions. The order of the maximum values of fluorescence intensity (If,max) was BQClOH-Zn2+ > BQClOH-Cd2+ >> BQOH-Cd2+ > BQOH-Zn2+. Therefore, the ab initio calculations (by Gaussian 98) using the time-dependent density functional method with 6-31+G(d) basis set were carried out on the Zn2+ complexes of quinoline chromophore, BQOH and BQClOH, in order to investigate the cause of the difference in the fluorescent intensity (BQClOH-M2+ >> BQOH-M2+, M2+ = Zn2+ or Cd2+). The results of the calculations showed that the T2 state of the [ZnBQO]+ lay just below its S1 state, while that was not the case for [ZnBQClO]+.
  • 田島 澄恵, 八木 徹, 福田 朋子, 長嶋 雲兵
    2006 年 5 巻 1 号 p. 23-28
    発行日: 2006年
    公開日: 2006/05/01
    ジャーナル フリー
    原子団寄与法による分子の物性推算データを集約した分子物性推算データベース:CPDBの開発を開始した。産業技術総合研究所RIODB(http://www.aist.go.jp/RIODB/cpdb/)で一部の公開を開始したので概要を報告する。
    CPDBは、原子団寄与法の一つであるJoback法を用いて、計算機を用いて機械的に生成された12種類の物性データをまとめたものであり、現在258,907分子のデータが公開されている。検索方法は、推算物性の範囲を指定し、それにより候補分子を検索するというものであり、候補物質を入力して物性値を得ることばかりでなく、逆に物性値からの物質候補のスクリーニングを可能とするデータベース構築の試みである。
  • 吉村 季織
    2006 年 5 巻 1 号 p. 29-38
    発行日: 2006年
    公開日: 2006/05/01
    ジャーナル フリー
    VBAによるプログラミングなどをすることなく、Microsoft Excelの基本機能のみで酸塩基滴定のシミュレーションを行う方法を開発した。ある滴定体積に対応するpHを求めるためには、近似計算が必要であるが、これを1枚のワークシート上で行った。また、滴定曲線をシミュレートするには、滴定体積を変化させてpHの計算をしなくてはならない。このシミュレーションをExcelが基本的に持っている機能の一つ、“テーブル”機能を用いて実現した。
    この方法を用いて、クエン酸-水酸化ナトリウム、アンモニア-塩酸といった、弱酸(塩基)-強塩基(酸)滴定だけでなく、クエン酸-アンモニアという弱酸-弱塩基滴定についてもシミュレーションを行った。また、炭酸が混入している場合や、滴定体積やpHデータの数値を丸めることによって発生する誤差を含んだ滴定曲線についてもシミュレーションできることを示した。
  • URSU Oleg, V. DIUDEA Mircea, NAKAYAMA Shin-ichi
    2006 年 5 巻 1 号 p. 39-46
    発行日: 2006年
    公開日: 2006/05/01
    ジャーナル フリー
    This study presents a method and algorithms for calculation of 3D similarity between pairs of chemical structures represented as 3D molecular graphs. Similarity searching in chemical databases is widely used for virtual screening, lead discovery and optimization, and most recently protein amino-acid sequences studies to discover and determine the functionality of a new isolated protein. This method has obvious advantages over other known methods due to the following: (i) the superposition method does not depend on the preliminary alignments of the chemical structures; (ii) entire conformational space is searched without generation of each conformer; (iii) excellent discrimination between geometrical isomers. Although it is a computationally demanding method, recent implementation of maximum clique algorithm and bound smoothing algorithm made possible the optimization of this method and application to similarity searching in chemical databases of non trivial size.
  • KATAOKA Yosuke, YAMADA Yuri
    2006 年 5 巻 1 号 p. 47-52
    発行日: 2006年
    公開日: 2006/05/01
    ジャーナル フリー
    The canonical ensemble partition function is obtained for a two-molecule system with the repulsive step function outside the hard sphere wall in a spherical cell. Fluid-fluid phase transition-like behavior is evident at low temperatures. The spinodal line is obtained in the (V, T) domain and a negative expansion coefficient is found in the stable state. The theoretical pVT relationship is confirmed through Monte Carlo simulations. The periodic 108-molecule system examined by Monte Carlo simulations also provides a qualitatively similar pVT relationship to the two-molecule system.
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