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配位化合物の電子状態と光物理

978-4-7827-0631-2 C3043
山内清語 野﨑浩一 編著
東北大学教授 山内清語・富山大学教授 野﨑浩一 編著
石井和之・長谷川靖哉・速水真也・浅野素子・小堀康博 著
A5・上製・312頁/定価 5,170円(本体4,700円)
配位化合物は近年,有機ELや有機太陽電池など様々な実用デバイスへの応用が注目され,益々その重要性が認識されるようになっている。本書は配位化合物の光学的,磁気的,分光学的性質やその起源を理解するための基礎理論が,どのようなモデルに基づいて,どのような道筋で導出されたのかを解説した。 これから学ぼうとする大学院生や,材料開発に携わる研究者に最適。
目 次1章 原子軌道から励起状態へ
  はじめに
 1-1 量子力学の位置づけ
  1-1-1 古典力学から量子力学へ
  1-1-2 金属錯体のハミルトニアン
  1-1-3 金属錯体の励起状態の記述
 1-2 配位子場中のd電子の軌道
  1-2-1 水素様原子モデル
  1-2-2 結晶場理論
  1-2-3 配位子場理論
 1-3 電子励起状態の記述
  1-3-1 単一電子配置のスピン軌道関数
  1-3-2 単一励起電子配置のエネルギー
  1-3-3 配置間相互作用(CI)

2章 遷移金属イオンの対称性と電子遷移
  はじめに
 2-1 自由原子の電子状態とエネルギー準位
  2-1-1 原子軌道
  2-1-2 自由原子の電子状態と表記法
  2-1-3 電子状態のエネルギー準位
 2-2 対称性とエネルギー分裂
  2-2-1 対称要素に基づく点群の決定
  2-2-2 点 群
  2-2-3 群の表現と既約表現
  2-2-4 指標表
  2-2-5 群論による積分値の評価
  2-2-6 対称積表現と反対称積表現
  2-2-7 結晶場による電子状態のエネルギー準位の分裂
 2-3 金属イオンの光学的電子遷移確率
  2-3-1 選択律
  2-3-2 遷移金属イオンのd-d遷移
  2-3-3 希土類イオンのf-f遷移
  2-3-4 希土類イオンのf-d遷移
  2-3-5 全角運動量を考慮した配位子場分裂

3章 光物理過程
  はじめに
 3-1 光と物質の相互作用
  3-1-1 吸収スペクトルとエネルギー準位
  3-1-2 光物理過程の概要
  3-1-3 発光量子収量
 3-2 吸収と放射の理論
  3-2-1 EinsteinのA係数とB係数
  3-2-2 光学的遷移確率の量子力学的導出
  3-2-3 Lambert-Beer則と吸光係数
  3-2-4 振動子強度
  3-2-5 凝縮系の補正
  3-2-6 Strickler-Bergの関係式
 3-3 核の運動と電子との結合
  3-3-1 断熱近似と荒い断熱近似
  3-3-2 Jahn-Teller効果
  3-3-3 FrancK-Condon原理
  3-3-4 振電結合
 3-4 電子状態間の遷移
  3-4-1 可逆過程と不可逆過程
  3-4-2 不可逆過程の遷移確率
  3-4-3 内部転換
 3-5 異なるスピン状態間の混合と遷移
  3-5-1 スピン軌道結合
  3-5-2 自由原子におけるスピン軌道結合
  3-5-3 軌道角運動量の死滅とスピン軌道結合
  3-5-4 項間交差
  3-5-5 りん光
 3-6 スペクトルの振動構造
  3-6-1 吸収と発光のスペクトル
  3-6-2 Huang-Rhysパラメータ
  3-6-3 多基準振動モード系の振動構造

4章 電荷移動励起状態
  はじめに
 4-1 電荷移動状態の波動関数とエネルギー(Mullikenの電荷移動理論)
 4-2 電荷移動の遷移エネルギーと遷移確率
 4-3 溶液中の電荷移動スペクトルの形状
 4-4 電荷移動吸収・発行極大エネルギーの溶媒シフト
  4-4-1 球形状分子内で電荷移動が起きる場合
  4-4-2 分子間電荷移動の場合
 4-5 電荷移動吸収帯による電子ドナー-アクセプター間の電子的
    相互作用の評価
 4-6 電子的相互作用の量子化学的取り扱い-Generalized
    Mulliken-Hush理論
 4-7 電子的相互作用の分子軌道論的解釈
 
5章 スピンと磁性
  はじめに
 5-1 金属イオンの電子スピン
  5-1-1 電子の軌道と量子数
  5-1-2 スピン量子数
 5-2 磁気モーメント
  5-2-1 軌道角運動量に伴う磁気モーメント
  5-2-2 スピン角運動量に伴う磁気モーメント
  5-2-3 全角運動量に伴う磁気モーメント
  5-2-4 Larmor歳差運動
  5-2-5 Zeeman分裂
 5-3 金属イオンの基底項
 5-4 磁化率と磁性
  5-4-1 Van Vleckの式
  5-4-2 金属イオンの磁化率
  5-4-3 多核金属錯体の磁性
  5-4-4 2核金属錯体の磁化率の式
 5-5 分子磁性体
  5-5-1 反強磁性(Antiferromagnetism)
  5-5-2 強磁性(Ferromagnetism)
  5-5-3 フェリ磁性(Ferrimagnetism)
  5-5-4 らせん磁性(Helical magnetism)
  5-5-5 弱強磁性(Week ferromagnetism)
 5-6 光スイッチィング分子
  5-6-1 光誘起スピン転移現象
  5-6-2 光誘起磁性体
  おわりに

6章 励起三重項状態のスピン特性
  はじめに
 6-1 スピン副準位の記述と性質
  6-1-1 ゼロ磁場の三重項状態:量子化学演習
  6-1-2 電子構造・分光的性質とその関係
  6-1-3 磁場下のスピン副準位と電子スピン共鳴
 6-2 励起状態の性質とスピン軌道相互作用
  6-2-1 励起状態のパラメータとスピン軌道相互作用
  6-2-2 スピン軌道相互作用の演算子
  6-2-3 スピン軌道相互作用の行列要素
  6-2-4 State間の積分からMO間,AO間の積分へ
  6-2-5 分光学的パラメータと行列要素
  6-2-6 ESRパラメータと行列要素
  6-2-7 白金錯体ESRスペクトルの解析例
 6-3 MLCT励起状態からのりん光とゼロ磁場分裂
 6-4 付 録

7章 エネルギー移動
  はじめに
 7-1 エネルギー移動と分子間相互作用
  7-1-1 “フェルスター機構と“Dexter機構”の違いと特徴
  7-1-2 分子間相互作用と励起エネルギー移動の分類
 7-2 エネルギー移動を理解するための物理法則と量子化学の基礎
  7-2-1 光化学におけるスピン保存則
  7-2-2 電子間相互作用:クローン積分と交換積分
  7-2-3 Fermiの黄金律
 7-3 フェルスター機構
  7-3-1  フェルスターの式
  7-3-2 エネルギー移動速度の導出その1:Fermiの黄金律
  7-3-3 エネルギー移動速度の導出その2:双極子-
      双極子相互作用
 7-4 Dexter機構
  7-4-1 Dexterの式
  7-4-2 スピン保存則とDexter機構の必要性
  7-4-3 スピン関数を含めた分子間相互作用とエネルギー
      移動のメカニズム
  7-4-4 Dexter機構によるエネルギー移動速度の導出
  7-4-5 “フェルスター機構”と“Dexter機構”の比較と本質
  付 録

8章 光誘起電子移動
  はじめに
 8-1 電子移動反応の基礎理論
  8-1-1 Marcus理論
  8-1-2 電子移動速度の量子力学的取り扱い
 8-2 長距離電子移動の電子的相互作用
  8-2-1 空間を介した相互作用
  8-2-2 軌道を介した相互作用
 8-3 長距離電荷分離状態の交換相互作用
  8-3-1 ラジカル対のスピン間相互作用
  8-3-2 スピン交換相互作用のメカニズム
 8-4 時間分解ESR法による交換相互作用の観測
  8-4-1 スピン相関ラジカル対の原理 
  8-4-2 交換相互作用の定量解析と電子的相互作用

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