研究概要
この度、理学府の再編により、分子科学専攻と凝縮系科学専攻化学コースが 化学専攻へとなったことに伴い、これまでの研究室名「計算化学研究室」を 「理論化学研究室」と改めました。 理論化学研究室では、以下のことを目標に研究を進めています。
化学は、分子および分子集合体の構造、性質、変化を解明することを目的と した学問であることは周知のとおりです。量子化学（計算化学）は、これらを、 シュレーディンガー方程式などの第一原理に基づいて、経験に頼らず理論的に 解明していくことを目指しています。
量子化学は、量子力学がその建設の後、数年を経ずして Heitler と London に よって水素分子に応用されて以来、計算機の発達とともに進歩し、現在では、 数原子からなる小さな分子の電子状態については、数 kcal/mol の精度で励起 スペクトルを予測し、化学反応のポテンシャルエネルギー曲面も非常に高い 精度で得ることができるようになってきました。実験事実の解明のみならず、 気相化学反応を十分に予測しうるような段階も近づいています。また、一方で、 小・中規模の分子だけではなく、実験室で扱われる大規模なリアル系をそのまま 計算できるところに手が届こうとしている段階にもあります。
とはいえ、化学の現象は、まだまだ複雑・多様で、それらの現象を経験的な パラメータを使わずに、第一原理から解明していこうとする量子化学の試みを 容易には許さず、残された挑戦すべき課題も数多くあります。生体分子、巨大 フラーレン、金属クラスターなど大規模な系を、反応に関わる重要な部分だけに ターゲットを絞りいかに効率よく記述するか、反応予測もできるほどに十分に 精密な記述をいかに達成するか、孤立分子だけなく、固体表面、溶液などの 環境下での化学反応をいかに取り扱うか、重い原子を含む系の電子構造、化学 反応を相対論的な効果を取り込んでいかに記述するか、これらは、残された 課題の一部です。本研究室では、このような認識を踏まえ、大規模系の理論と 高精度理論の両面とその統合を以下の研究などから、模索しています。
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