• 締切済み

原子の電子状態計算のやり方を教えてください。

孤立した中性原子やイオンの電子状態を全電子計算でやりたいと考えております。 調べていると相対論Dirac-Slater法とか非相対論Hartree-Fock-Slater法などがあったりしますが、電子状態計算(バンド計算?)に関する知識が疎く一から計算コードを作成するのは時間的にも能力的にも難しく困っております。 手軽に手に入れられる計算コードでは、DV-Xα法やCowanコードなどで全電子計算ができるように見受けられますが、精度面でどの程度のものなのかが判断し兼ねています。(重元素の計算を考えますと、相対論的計算が必要と思われますので、通常のDV-Xαコードでは不十分と思われますが…。) Cowanコードは原子スペクトルなどの計算でよく用いられているので、それなりに精度が良い物なのではと考えておりますが、なかなか使い方が理解できておりません。 どなたかご専門の方、これらの計算コードやそれ以外で原子の全電子計算に適当な(手軽に利用可能な)コードをご紹介頂けないでしょうか。 お手数をおかけしますが、よろしくお願い致します。

みんなの回答

回答No.1

御調べになられたかもしれませんが http://www5.hp-ez.com/hp/calculations/ こちらのサイトに日本語で分かりやすくまとまっており、自分もよく利用させてもらってます。 また、DV-Xa法でも相対論を扱うものも出ているようなので御調べになられるといいかもしれません。 量子Monte Carlo法をもちいた http://omlc.ogi.edu/software/mc/ にあるようなプログラムは高精度な計算が可能かと思われます。 精度を確かめられるなら、実験値との比較や、ビリアル定理で<V>/<T>=-2になっているかの確認をしてみるのがよいかもしれません。 わたくしは固体物理の方を主に学んでいるため、化け学の方はあまり知識がありませんので、間違っていたら申し訳ありません。

関連するQ&A

  • 原子と電子について

    原子や電子、分子などについて調べています。 原子というのは、陽子と中性子からなる原子核と負の電荷を持つ電子によってなるとありました。そして、その電子の数の違いにより、至極簡単にいうと異なる元素となると。 そこで疑問なんですが、全ての物質は原子核自体は同じで電子の数だけが違うということでしょうか? 核融合や核分裂などの説明を読むと、電子の数を人為的に変えて、違う元素を作りだすことができるような書いてあったもので気になりました。 現役の学生ではないので、出来れば分かりやすい説明をお願いします^^;

  • 原子量を求める計算の定理

    高1です。 各元素の同位体の相対質量の【平均値】が原子量ということですが、 原子量=(相対質量x存在比/100)+(相対質量+存在比/100) なぜこのような計算になるのかがわかりません。 難しい質問かもしれないですが、お願いします。

  • ベータ崩壊した原子核の電子

    放射性元素がベータ崩壊すると、中性子からベータ線として電子が一つ飛び出して、中性子が陽子に変わるので、原子番号が変わって、たとえば炭素14が窒素になると、ここまではいろいろな説明にかいてありますが、さて、ここで、陽子が一つ増えた分に対応して、原子核の周囲を回っている電子が一つ必要になると思いますが、どうなるのでしょうか。電子が一つ足りないままですか、どこかから取り込むのでしょうか。

  • ベータ崩壊した原子核の電子

    放射性元素がベータ崩壊すると、中性子からベータ線として電子が一つ飛び出して、中性子が陽子に変わるので、原子番号が変わって、たとえば炭素14が窒素になると、ここまではいろいろな説明にかいてありますが、さて、ここで、陽子が一つ増えた分に対応して、原子核の周囲を回っている電子が一つ必要になると思いますが、どうなるのでしょうか。電子が一つ足りないままですか、どこかから取り込むのでしょうか。 この質問は、「学問カテゴリーの化学」に投稿しましたが、分野を絞りすぎたと思いますので、、再度「学問カテゴリーの科学」に投稿させていただきます。

  • 原子の周りを電子がまわる、とはどのように推測した?

    「原子の中心に原子核があり、周りの電子が原子核を中心としてぐるぐる回っている」 とは、どの教科書・本でも説明されています。 でも、どのような顕微鏡をみても、原子の世界は見えません。 では、どのようにして「原子核を中心として電子n個がぐるぐる回っている」という形を考え出したのですか? 電子の数など計算に基づく理論の説明なら数式でわかりそうですが、そもそも「原子核の周りに空間があり中性子が回っている」、という立体的な形のモデルに、どのようにしてたどり着いたか知りたいです。 数学や物理の初心者なので、へんな質問でしたらごめんなさい。 宜しくお願い申し上げます。

  • 原子・分子の本選び

    ↓下のほうでもおなじような質問しましたが・・・。 私は原子・分子に興味があります。 とりあえず手ごろな入門書でも買おうかと考えましたがいろいろあって選べませんw 検索すると ○○学、○○論 などいろいろ出てくるのですが、 どのような考えなのかよく解りません。 量子論、相対性理論、電子物理学、量子力学、原子物理学、素粒子物理・・・(-_-;) 私が知りたいのは「原子の構造ってどんなもの?」とか「電子、中性子、陽子って何?」という初歩の初歩なんですが・・・。(;-; ちなみに中学3年生なので原子、分子、電子と化合、科学変化くらいの知識しかもちあわせていません。(爆 少しくらい難しくてもガムバって読むので良い本あったらおしえてください(^-^)/ あ、学生なので財布は軽いです・・・。 予算は5000~8000円程度。ちと位ならオーバーしてもOK。

  • 原子量と質量数

    周期表を見ると原子量が書かれている部分に( )書きで質量数が書かれている元素が多くあります。たとえば原子番号88番のRaなど。説明として安定な同位体がなく特有の天然同位体組成を示さない元素についてはその元素の良く知られた同位体の中から1種を選んでその質量数を表示したとあります。原子量は12Cを基準とした相対的質量を表す値、質量数は原子核内の陽子と中性子の数を足したもの。原子量の決め方と原子の質量はほぼ陽子と中性子の質量であることを考えれば原子量と質量数がほぼ同値であるのかと思いますが、そのように受け取ってよいのでしょうか。ちなみに「良く知られた」とは同位体の中でしめる割合が一番高いということなのでしょうか。最近108Hsの質量数が265から269に変わりましたが、「良く知られた」同位体が変わったのでしょうか。非常に悩んでいるのでどなたか教えてください。よろしくお願いいたします。 sakura54

  • 電子状態計算で

    ここで質問するのは反則なのかもしれませんが、「はじめての○○状態計算」という本を購入し勉強しています。 ためしに硫化鉄についてスピンを考慮して計算させているのですが何回か計算をするとプログラムが走らなくなります。F06Zファイルを見ると「原子の電化分布の変動の最大値」が9999.99999になり、それが何回か続くと止まるようです。このときに「電子の移動量」は小さくなり、「収束に向かっている軌道の割合」は1に近づいているので、計算自体は収束しようとしているのかなと思うのですが、テキストには、気にする必要がないとしか書かれていませんし、どうしたらよいのか分かりません。 どなたか教えてくれませんか?

  • 元素の中の、原子核と電子以外の部分には何が詰まっている?

    元素の中の、原子核と電子以外の部分には何が詰まっている? 高1女子。化学の教科書や参考書によく「元素が東京ドームだとすると~…元素はスカスカの状態なのである」と書いてあるのですが、ではこのスカスカの部分には何が詰まっているのでしょうか? 空気かな?と思ったのですが、空気は元素より大きい物質ですよね…

  • 原子中で電子は動かない?

    物理教育のある論文で、 "There is no movement of the electron in the atom in the case of stationary state." とあるのですが、これは 「原子自体が静止状態なら電子も止まっている」 という意味でしょうか?他にも "The electron is not moving on trajectories in the atom." とあるのですが、やはり電子は原子中を動かないのでしょうか? Δx=0になるし不確定性原理にも反しませんか? 私は、電子はおおよそ殻上を光速で動き回っている と考えていたのですが・・・ よろしくお願いします。