シラバス参照

開講年度(Academic Year) 2021 
科目コード/科目名
(Course Code / Course Title)
CC180/分子軌道論
(Molecular Orbital Theory) 
テーマ/サブタイトル等
(Theme / Subtitle)
分子軌道法の数学的な側面を知る 
担当者 (Instructor) 望月 祐志(MOCHIZUKI YUJI) 
時間割 (Class Schedule) 春学期 (Spring Semester) 月曜日(Mon) 4時限(Period 4) オンライン
単位 (Credit) 2単位(2 Credits) 
科目ナンバリング
(Course Number)
CHE3610 
使用言語
(Language)
日本語
(Japanese) 
備考 (Notes)  
テキスト用コード (Text Code) CC180 



授業の
目標
Course
Objectives
GAUSSIANプログラムなどで手軽に利用出来るようになっている分子軌道計算の基礎を学ぶ。 
Students will learn the fundamentals of molecular orbital calculations available with such as the GAUSSIAN program. 
授業の
内容
Course
Contents
電子の波動方程式であるシュレディンガー方程式を数値的に求める分子軌道計算における基本的な近似は, 多電子波動関数をスレーター行列式の単一配置で記述する制約の下,平均場の考え方に基づいて軌道を求めるハートリー・フォック(HF)法である。この授業では,まずHF近似の基本的な考え方と数学的な表現をまとめ,次いでコンピュータを使って実際にHFの解を得るためのプロトコルを述べる。さらに,電子相関,密度汎関数,分子構造最適化,量子コンピュータについてもふれる。総論としては,「化学実験B」でのGAUSSIANプログラムを使った実習の理論的な背景を復習的に自習する目的に適していると言える。なお、授業はGoogle Hangouts Meetによるオンラインでの実施となる予定である。 
The Hartree-Fock (HF) method is considered as a starting point toward more sophisticated molecular orbital methods providing numerical solutions of the Schrodinger equation for electrons. The HF wavefunction is of single determinant type, and the electron-electron interactions are approximated in an averaged way with self-consistency. In this course, the fundamental concept and associated mathematical representations of HF are briefed, and then the protocols for computational processing to obtain the HF solution are described. Furthermore, several topics of electron correlated treatment, density functional theories, geometry optimization, and even quantum computer will be addressed as well. As a general statement, this course will be beneficial as a suitable review of theoretical backgrounds in the practices using the GAUSSIAN program in the course of Chemistry experiments B. Finally, this lecture will be performed on-line via Google Hangouts Meet. 
授業計画
Course
Schedule
1. 線形代数の基礎 
2. 変分法 
3. 多電子系ハミルトニアンとスピン 
4. 平均場とハートリー・フォック近似 
5. ハミルトニアンの行列要素 
6. ハートリー・フォックのエネルギー 
7. ハートリー・フォック方程式の導出 
8. クープマンスの定理 
9. 平均場からのズレと電子相関 
10. 基底関数の導入 
11. 自己無撞着場(SCF)の手続きとGauss型基底関数 
12. 開殻系の扱い、密度汎関数法 
13. 量子コンピュータによる量子化学 
14. エネルギー微分と構造最適化 
授業時間外
(予習・復習
等)の学習
Study
Required
Outside
of Class
線形代数などの基礎的な数学を復習し,数式の操作に慣れておくことが望ましい。特に,行列やベクトルの確かな操作が科目習得の基本となるので,当該内容に不慣れな諸君は事前に確認・準備した上で履修することを強く薦める。 
成績評価
方法・基準
Evaluation
種類(Kind) 割合(%) 基準(Criteria)
平常点(In-class Points) 100  %
7回の小レポート(100%)
テキスト
Textbooks
No 著者名
(Author/Editor)
書籍名
(Title)
出版社
(Publisher)
出版年
(Date)
ISBN/ISSN
1. ザボ・オストランド 著 大野公男・阪井健男・望月祐志 共訳  『新しい量子化学(上)』   東京大学出版会  1987  4-13-062111-4 
その他(Others)
参考文献
Readings
No 著者名
(Author/Editor)
書籍名
(Title)
出版社
(Publisher)
出版年
(Date)
ISBN/ISSN
1. 平尾公彦・永瀬茂 共著  『分子理論の展開』   岩波書店  2002  4-00-011047-0 
2. ザボ・オストランド   『新しい量子化学(下)』   東京大学出版会  1988  4-13-062112-2 
3. 藤永茂  『入門分子軌道法』   講談社  1990  4-06-153325-8 
4. 杉﨑研司  『量子コンピュータによる量子化学計算入門』   講談社  2020  978-4065218273 
その他(Others)
その他
(HP等)
Others
(e.g. HP)
補助資料のPDFを適宜配付する予定(特に後半)。 
注意事項
Notice
 


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