レントゲニウムの5g軌道

周期表の元素は年々増えています。昨年は111番目の元素に、レントゲニウム(Rg)という名前が正式につきました。そこで早速、DV-Xα法でこのレントゲニウム(Rg)の電子状態を計算してみました。DV-Xα分子軌道計算プログラムには、非相対論版と相対論版の２種類がありますが、今回はレントゲニウムの5g軌道の形を見てみたかっただけですので、非相対論版のノンスピンバージョンで簡単に計算してみました。入力ファイルの準備に約１分間、サンプル点を10万点とり収束するまで約10分間、あっという間に計算は終わりました。 contrdでレントゲニウムの9種類の5g軌道の三次元原子軌道ファイル(*.sca)を書き出し、三次元可視化システムVENUSで読み込んでみました。主量子数=5、方位量子数=4、磁気量子数=+4の原子軌道です。 何ということでしょう！（ビフォーアフター調）ミクロの世界の造形美、言い知れぬ魅惑的なその形に思わず息を呑みました。ｓ軌道、ｐ軌道、ｄ軌道までは化学の教科書に載っていますが、ｆ軌道となるとめったにお目にかかれません。ましてやｇ軌道、そうか、これはこんな形をしていたのかとVENUSでぐるぐる回転させながら見入ってしまいました。レントゲニウムの5g軌道(l=4, m=+4)のGIFアニメーションはこちらです。さすがDV-Xα、さすがVENUS、思い立ったら十数分でここまで出来てしまう自由度の高さ、恐れ入りました。毎年8月上旬にはDV-Xαユーザーの集いが開催されます。DV-Xαに興味をお持ちの方は是非ご参加ください。

みかんとf軌道

子どもの頃、毎年広島の祖父母がダンボール１箱送ってくれる「広島みかん」が大好きでした。みかんを食べ出すと止まらなくなり、全身がミカン色に染まるまで食べてしまったこともあります。先日はd軌道の形がアサガオの種に似ていると書きましたが、f軌道は皮をむいた「みかん」にその形がよく似ています。ランタノイド元素の4f軌道、アクチノイド元素の5f軌道、いずれも3D原子軌道関数データ(*.sca)がダウンロードできます。 三次元可視化システムVENUSで眺めるf軌道、例えばウランの5f軌道は７種類ありますが、「いい形しているなぁ〜」と見つめて楽しんでおります。 ウランの5f軌道の動画も公開しております。

アサガオの種とd軌道

子どもの頃、毎年家の庭でアサガオを育てていました。隣家との境界フェンスにツルが巻き付いていき、それは見事な花が毎朝咲いたものです。花が咲いた後、茶色に照かった皮を割って真っ黒な種を回収するのも楽しみの１つでした。ところで、DV-Xα法で計算した原子のd軌道を三次元可視化システムVENUSでぐるぐる回転させながら見てみると、ｄ軌道の形って、例えばdxy, dxz, dyz軌道は、よく教科書には８の字形を組み合わせたように描いてありますが、むしろアサガオの種にソックリの形をしているんだって気付きました。ｄ軌道の形が、自然の造形（アサガオの種）に似ているということに、とても不思議さを感じました。 周期表の全元素の代表的なs軌道、p軌道、d軌道、f軌道をDV-Xα法で計算し、三次元可視化システムVENUSで読み込むことが出来る三次元の波動関数ファイル(*.sca)をダウンロードできるようにしてあります。 三次元可視化システムVENUSは、無償でダウンロードすることができるソフトウェア(Windows版)です。ご興味がおありの方は、是非ご覧ください。

蒜山高原

今年度は１年生のチューターをすることになり、先週末は新入生のみなさんと一緒に岡山県の県北にある「蒜山高原」に研修旅行に出かけておりました。晴天に恵まれ、冷たく爽やかな高原の空気を吸って、心身すみずみリフレッシュできました。

ウランの原子基底関数の画像を作成中です

プログラムatomを起動、VENUSのVENDを起動してウランの5f軌道の三次元波動関数ファイル(*.sca)を読み込み、15度刻みで回転させて、そのたびにJPEG画像として保存していきます。 01.jpgから48.jpgまで保存できたら、ちょうど原子軌道は元の位置に戻っています。あとはJASCのAnimation Shop 3で01.jpg〜48.jpgを読み込み、GIFアニメーションとして保存するだけです。慣れてくるとこの作業、１つの原子軌道関数のGIFアニメーションを作成するのに、10分ちょっとしかかかりません。自宅でビールを飲みながら、テレビを見ながら、リズムよく作業しております。作成したウランの5f軌道のGIFアニメーションをウェブで公開しております。