quantumespresso:gipaw:化学シフト
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quantumespresso:gipaw:化学シフト [2020/03/15 21:54] koudai 作成 |
quantumespresso:gipaw:化学シフト [2021/06/27 22:04] (current) |
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| 石英 (quartz, SiO2) の裸の磁気感受率$\chi^0$と磁気遮蔽テンソル$\sigma$の計算を行います。 | 石英 (quartz, SiO2) の裸の磁気感受率$\chi^0$と磁気遮蔽テンソル$\sigma$の計算を行います。 | ||
| - | 核スピンが感じる磁場を$\mathbf{B}$とすると、もし原子核の周りに電子がなければ、外から加えた磁場$\mathbf{B}_{\mathrm{ext}}$と一致します。 | + | 核スピンが感じる磁場を$\mathbf{B}_{\mathrm{eff}}$とします。 |
| - | 実際には周囲に電子があり、外部磁場を印加すると磁場を打ち消す方向に運動を始めるので、その影響を差し引いた | + | もし原子核の周りに電子がなければ、$\mathbf{B}_{\mathrm{eff}}$は外から加えた磁場$\mathbf{B}_{\mathrm{ext}}$と一致します。 |
| + | 実際には周囲に電子があり、外部磁場を印加すると磁場を打ち消す方向に運動を始め、外部磁場と逆向きに | ||
| + | すなわち | ||
| + | この現象を化学シフトと呼びます。 | ||
| ===== 注意 ===== | ===== 注意 ===== | ||
| - | * 現段階では Knight shift の計算に対応していません。よって、金属の計算はできません。 | + | * 現段階 |
| ====== 準備 ====== | ====== 準備 ====== | ||
| Line 156: | Line 159: | ||
| ==== 磁気遮蔽テンソル ==== | ==== 磁気遮蔽テンソル ==== | ||
| - | 磁気遮蔽テンソル $\sigma = \sigma^{\mathrm{Macro}} + \sigma^{\mathrm{core}} \sigma^{\mathrm{bare}} + \sigma^{\mathrm{dia}} + \sigma^{\mathrm{para}}$ の計算結果です | + | 磁気遮蔽テンソル $\sigma = \sigma^{\mathrm{Macro}} + \sigma^{\mathrm{core}} |
| + | 第2, 3項が電子が原子核の周りをまわることで生じる寄与、第4, | ||
| - | <file - quartz.nmr.out> | + | * マクロな形状を考慮に入れてた際の、磁気感受率からの寄与 $\sigma^{\mathrm{Macro}}$ です。<file - quartz.nmr.out> |
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| -0.0000 | -0.0000 | ||
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| - | * マクロな形状を考慮に入れてた際の、磁気感受率からの寄与 $\sigma^{\mathrm{Macro}}$ です。 | ||
| - | <file - quartz.nmr.out> | + | * 内殻電子からの寄与 $\sigma^{\mathrm{core}}$ です。x, y, zの成分が全て同じ対角行列になります。<file - quartz.nmr.out> |
| Core contribution in ppm: | Core contribution in ppm: | ||
| Line 172: | Line 175: | ||
| （略） | （略） | ||
| </ | </ | ||
| - | * 内殻電子からの寄与 $\sigma^{\mathrm{core}}$ です。x, y, zの成分が全て同じ対角行列になります。 | ||
| - | <file - quartz.nmr.out> | + | * 価電子からの寄与 $\sigma^{\mathrm{bare}}$ です。<file - quartz.nmr.out> |
| Bare contribution in ppm: | Bare contribution in ppm: | ||
| Line 183: | Line 185: | ||
| （略） | （略） | ||
| </ | </ | ||
| - | * 価電子からの寄与 $\sigma^{\mathrm{bare}}$ です。 | ||
| - | <file - quartz.nmr.out> | + | * 反磁性電流からの寄与 $\sigma^{\mathrm{dia}}$ です<file - quartz.nmr.out> |
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| Line 194: | Line 195: | ||
| （略） | （略） | ||
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| - | * 反磁性電流からの寄与 $\sigma^{\mathrm{dia}}$ です | ||
| - | <file - quartz.nmr.out> | + | |
| + | * 常磁性電流からの寄与 $\sigma^{\mathrm{para}}$ です。ノルム保存型以外の擬ポテンシャル使用している場合は補正が入ります。<file - quartz.nmr.out> | ||
| Paramagnetic contribution in ppm: | Paramagnetic contribution in ppm: | ||
| Line 220: | Line 221: | ||
| （略） | （略） | ||
| </ | </ | ||
| - | * 常磁性電流からの寄与 $\sigma^{\mathrm{para}}$ です。ノルム保存型以外の擬ポテンシャル使用している場合は補正が入ります。 | ||
| - | <file - quartz.nmr.out> | + | |
| + | * 最終的に得られた遮蔽テンソルです<file - quartz.nmr.out> | ||
| Total NMR chemical shifts in ppm: --------------------------------------- | Total NMR chemical shifts in ppm: --------------------------------------- | ||
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| - | * 最終的に得られた遮蔽テンソルです | + | |
| - | | + | * また、主軸変換したときの値もあわせて表示されます。 |
| - | * また、主軸変換したときの値もあわせて表示されます。 | + | |
| - | 磁気遮蔽テンソルを実験的に直接求めるには、電子のない原子核を用意する必要であり、現実には不可能です。 | + | 磁気遮蔽テンソルを実験的に測定するには、電子のない原子核を用意する必要であり、現実には不可能です。 |
| そこで、参照物質 (reference compound) の遮蔽テンソル$\sigma_{\mathrm{ref}}$を使って、化学シフトテンソル $\delta = \sigma_{\mathrm{ref}} - \sigma$ を定義します。 | そこで、参照物質 (reference compound) の遮蔽テンソル$\sigma_{\mathrm{ref}}$を使って、化学シフトテンソル $\delta = \sigma_{\mathrm{ref}} - \sigma$ を定義します。 | ||
| すると化学シフトテンソルは、測定する物質の共鳴周波数を$\omega$、参照物質の共鳴周波数を$\omega_{\mathrm{ref}}$としたときに$\delta = (\omega - \omega_{\mathrm{ref}})/ | すると化学シフトテンソルは、測定する物質の共鳴周波数を$\omega$、参照物質の共鳴周波数を$\omega_{\mathrm{ref}}$としたときに$\delta = (\omega - \omega_{\mathrm{ref}})/ | ||
| 例えばケイ素Siの参照物質は重水素化クロロホルム溶液中のテトラメチルシラン (Si(CH3)4) であり、酸素Oの参照物質は水 (H2O) です。 | 例えばケイ素Siの参照物質は重水素化クロロホルム溶液中のテトラメチルシラン (Si(CH3)4) であり、酸素Oの参照物質は水 (H2O) です。 | ||
quantumespresso/gipaw/化学シフト.1584276843.txt.gz · Last modified: 2021/06/27 21:59 (external edit)
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