【無料配信♪】Renta !全タテコミ作品第1話

将来は化学者になりたいと思っている者です。パソコンにも非常に興味があります。

化学反応を予想するソフトを(企業ではなく個人、少人数で)作ることは出来るでしょうか。またそれにはどれぐらいのプログラミング技術が必要でしょうか。(仮に化学の知識は問題ないとします。)
また、C言語(?)などそのソフトを作るプログラミングに必要な少数の言語に精通する必要があるのか、また多数の言語を習得する必要があるのでしょうか。

化学とは物理のような大まかなものではなく、原子単位の反応のことです。たとえば、飛行機のメイカーが新たしい飛行機をつくるときに全部実験でまかなうと膨大に費用が掛かるので、コンピューターのシミュレーション実験を行うそうですが、これはおそらく翼の浮力や機体に掛かる重力、遠心力を計算するなど、物理的なものだと思います。

いままで、"化学"反応を予想するソフトと言うのは聞いたことがありません。プログラミングの知識はhtmlがわずかに出来るだけで無知に等しいですが、現在ではびっくりするぐらい非常に高度なソフトが多数出来ているので、可能ではないかと思いました。

具体的には既知の化学反応式の基本的なパターンを全てプログラミングし、それを元にコンピューターに予想させると言うものです。コンピューターに考えさせるソフトとして、将棋のソフトがありますが、あれは基本的な将棋の定石を大量にインプットさせ、α-β法とかいうプログラミング方法を駆使し、更に関数もいろいろと導入しているそうです。後10年後には超1流プロも勝てなくなる可能性があるらしいです。

将棋が可能なら、化学反応の予想もある程度なら可能ではないでしょうか。

"化学"反応を予想するソフトの現実性、もしあれば前例、そのソフトをつくるために、収得すべきスキルなどをしえてください。

御願いします。

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A 回答 (6件)

 私は実際に理論計算(化学反応等をシュミレーションする)を専門に行なっています。

実際に化学反応を予想するソフトとしては、GaussianやGamesなどが有名です。前者はかなり高額ですので、一般ユーザーが使うならばフリーソフトである後者だと思われます。
 このようなソフトの開発はプログラミングの知識よりも圧倒的に量子力学や量子化学の知識が必要となります。何故ならば、化学反応とは電子の振る舞いがそのほとんどを決定するため、電子の振る舞いを表記するSchr?dinger方程式を解かなければならないからです。このSchr?dinger方程式は水素原子以外の場合では多体問題により完全には解く事ができません。よってこれを一部を近似して解きます。どのような近似をするのかによって様々な計算レベルが開発されてきていますが、どのように近似し、これらの近似を行なったSchr?dinger方程式を如何に解くかさえクリアーできれば個人でも開発は可能です。
 習得しなければいけないスキルとしては、最低限のプログラミング・専門課程の大学院相当以上の量子力学及び量子化学の知識・行列計算に関する十分な知識が上げられます。
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他の人とまたちょっと違った意見を言ってみたいと思います。

まあ、「可能性」の話ですしね(可能性の話はいくらでも出来ます)。

基本的にコンピュータは「決定論的世界」の産物です。AすればBになる、って言うアレですよね。ですから、「化学の世界」も理論を作る際には「決定論」なので、当然「プログラムとして作りたい」のも決定論の世界に準じるので「化学の知識が必要だ」ってのはその通りです。
物理にしてもその通りで、それも「決定論的世界観」に左右されています。一般的に科学と言う分野はそうなんですよ。
ただし、他の考え方も可能で、恐らくlionsfanさんがやりたいのはコッチなんじゃないかな、って事です。それは「統計学的なアプローチ」と言う事です。
例えばデータベースに「今まで人類が知り得てる化学反応のパターン(事象)」を突っ込んでおいて、未知の化学反応を予測する、と言う……。これは「統計学的な」文脈に於いてはひょっとして可能かもしれません。「確率××%で△△っぽい物質が作られる」みたいな。
ただし、気をつけて欲しいのは、それは「科学とはまたちょっと毛色の変わった」統計学の文脈であって、「化学の文脈ではない」と言う事です。また、「それをやる事に意味があるのか?」「意味がある結果が得られるのか?」と言うのとはまた別の話ですよね。ただし、発想としては面白いとは思います。まあ、「化学の連中」からは総スカンを喰らう可能性も無きにしもあらず、ですが(笑)。
実はこの手の統計学(データベース)+コンピュータによる予測の組み合わせ、と言うのは統計学では今ある種熱い分野で、多分適切な手法は「ベイズ統計学絡み」なんだとは思います。
と言うワケで「考え方」自体は別に否定されるような事でもないので、「ベイズ統計」で調べてみればひょっとしたら面白いかもしれません。
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おそらく計算物理学が質問者さんの想像しておられるものに近いのではないかなと思います。

残念ながら、私は物理の人間ですのでよく知りませんが、化学の世界では、計算化学とか言うのかもしれません。

====

化学反応を予想するというのは、その方向に化学反応が進むかどうかを計算機で判定します。具体的には論文や発表を見たかぎり以下のようなアプローチがとられるようです。

(1)反応パスの各点において総エネルギーを求めて、そのエネルギー障壁が室温で乗り越えられそうかどうか調べる
(2)実際に分子動力学で反応させて見て、どういう反応が起こるか見てみる
(3)その他

これらの論文で行われていることは非常に複雑ですが、極論すれば、ある特定の「電子系の総エネルギーを計算」することに行き着きます。

====

私の知る限り、「電子系の総エネルギーを計算」するアプローチには、大きく分けて「第一原理計算派」と「モデル計算派」がいます。前者は電子系の支配方程式であるSchrodinger方程式をまじめに解きます。後者は問題に合わせて有効的な支配方程式を導出してそれを解きます。

両者にはそれぞれに利点も欠点もあり、どちらが優れているというわけではないと思いますが、質問者さんが想定しておられるのは、おそらく前者のようなものでしょう。

====

「第一原理計算派」がよく使用する代表的な手法をあげておきます。

(1)Hartree-Fock法
(2)密度汎関数法(Density functional theory)
(3)摂動法(MP2とか)
(4)Coupled cluster法

====

私は使わないのでよく知りませんが、「第一原理計算派」がよく使用する計算パッケージとか。有料のもありますが、無料のもあります。

(1) Gaussian
(2) GAMESS
(3) VASP

====

自分でこれらのプログラムを作る場合

(1)Fortran言語かc言語どちらかの知識
(未だにこの分野ではFortranが使われています。
cも増えてきた感じがします。)
(2)手法に対する知識
(3)量子力学に対する知識
(化学の方は量子化学というのでしょうか?)

1は特に重要ではなく、2と3に対する知識が特に重要だと思います。世間一般で言われているような小難しいプログラミング方法論(オブジェクト指向とか、関数型プログラミング、UML、アスペクト思考、アジャイル)とかはあまり役に立ちません、原子的なプログラムが書ければいいと思います。

もし、本気でこの分野に入りたいのであれば、計算物理系の本を読むのが一番だと思います。読んでいて、物理の知識が足りなければ、量子力学の本も読むといいのではないでしょうか?

(1)量子力学I 小出昭一郎 裳華房
http://www.amazon.co.jp/%E9%87%8F%E5%AD%90%E5%8A …

(2)計算機マテリアルデザイン入門 
http://www.amazon.co.jp/gp/product/4872591526
(結構な数の手法の概要を網羅していて、著者らが作った計算パッケージなどの解説もある。入門にはいいかも)

(3)原子・分子の密度汎関数法
http://www.amazon.co.jp/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E3%83 …
(かなり高度)

#こんだけ書いて、質問読み間違えてたらどうしよう・・
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化学は専門ではないのですが、聞きかじり程度ということで参考になればと思います。



多くの化学者は Gaussian
(http://www.hulinks.co.jp/software/gaussian/)
を使っているようです。なにやら難しい方程式を解いているらしいです。似たような事をするプログラムを他にいくつかあるようです。

毛色の違うものとしては、MolWorks
(http://www.molworks.com/ja/)
というのがありますが、これは分子式から物性を推測(正確には推算というらしい)するようです。

日本では特に勘違い(?)されている人が多いのですが、プログラムするというのは特殊なものではなく、あくまで手段なのです。欧米、特にヨーロッパでは計算科学、コンピュータ自体の科学、は他の自然科学より低く見られていて、物理屋さん、化学屋さんが自分の研究のために自分でプログラムを書きます。(日本でこういう人は少ないです、残念ながら)

ということで、本当に必要なのは化学の知識です。ということで、どっちが先かというと化学(と数学)の勉強、で次がプログラミングなのではないでしょうか。
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立体障害を予想するソフトはありました。


ただ、構造が簡単なものしかできない(立体構造を予測できないので手入力だったはず)ので、その後どうなったやらわかりません。

どこかの薬学の先生が報告していたはずです。

このソフトでしたらば、3Dワイヤーモデルを指定した座標に描くだけ(それ以上の内容をしていたかもしれませんが私の記憶では)ですから、極端な言い方をすれば、市販分子模型から、あるいは、化学便覧の後ろの方に書いてある原子間距離と角度から、寸法をワイヤーモデルの指定に書き換えて、描くだけなので、画像表示プログラムが描ける程度の能力があれば誰でもできます。
これでは、電子雲の状態が不明ですから、既にあるような内容を使って電子雲の状態を推定し、電子雲同士の反発があるかどうかを人間が見て判断し、立体障害の有無を調べる方法です。
「市販分子模型」を手で作るのが面倒だから、パソコンに刺せているというような、簡単なソフトです。

KISS(着せ替えセットシステム)というソフトで、同じようなことを試みた人もいたようです。

化学反応のデザインは、これは、実験をこなした人でないとできないです。素反応から推定することは可能です。しかし、その素反応が起こる条件かどうかはわからない。やってみてうまく行ったらば、何とかなるだろう、と見当をつけることになります。極端な話が、入手可能な報告の素反応を詰めこんで行き、条件が合いそうな反応を拾って行く、という内容ですが、これは、一-2年有機合成をやっていれば、誰でもかけます。
ただし、分量が巨大過ぎるので、パソコンではその判断が困難です。
素反応が、大きく分けて、30系統、200位ですから、パソコンでやるよりも人間がやったほうが早いです。しかも、条件合わせの判断で文献を拾わなければならず、著作権法の制限で、実行は不可能でし様。
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プログラムと言うのはプログラマーの頭の中身以上の事は出来ません。


もしあなたが"化学"反応を予想する事が出来るのであれば、その考え方をプログラミングすれば良いのです。
もしあなたが"化学"反応を予想する事が出来ないのであればプログラミングする事は出来ません。

シュミレーターと言うのは何度も数字を入力して電卓を叩いて計算するのが面倒だから、その一連の計算をパソコンにやらせてるだけです。
小学生向けの算数ドリルが一冊合ったとします。簡単ですが面倒じゃないですか?
それを、パソコンに問題だけを入力して答えを計算させてるんですね。
これがプログラミングです。

例えば、連立方程式が面倒だからプログラミングしよう!という人ならば連立方程式プログラムを作る事が出来るでしょう。
連立方程式が分からないからプログラミングしよう!という人はプログラミングが終わる頃には連立方程式が解けるようになっているはずです。

ちなみに、将棋などのソフトは予測しているわけではなく、全ての将棋の駒を動かしてみて、最適と思われる手順で駒を動かしているんです。
(極端な話ですと、開始直後の一手目で既に数万通りの投了の形をシュミレートしてるはずです。)
定石をインプットしているのはその手が有効であると言う説が有力だから、その形になるような手順で動かした方が良いという設計なのではないかと思います。

だから、とりあえず必要なスキルはあなた自身が"化学"反応を予想出来るようにならなければいけません。
あとはその計算式を分解してプログラムに組み込むだけです。
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Q化学メーカーの社員が取るべき資格

よろしくお願いいたします。

昨年の4月に大きく分けると化学の属するメーカーに就職いたしました。
最近ある程度業務についてはなれてきて、多少違うことに力を入れることができるような余裕がうまれたこともあり、資格を取ろうと考えております。
現在保有している資格は、大学卒業とともに得た毒劇物だけです。(公的資格でどうやって証書などを受け取るのか分からないので放置してありますが。)

ざくっとお聞きしますが、化学屋が取っておいた方がよい資格には何があるのでしょうか?
一応危険物の甲種は取得しておこうと思っています。
そのほかに、取っておいた方がよい資格について教えてください。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

「大きく分けると化学の属するメーカー」という意味がわかりませんが、化学工場で働く場合に必要となる学卒エンジニアの資格についてはつぎのものがあります。

(1) 危険物取扱者(甲種)
(2) ボイラ技士(一級又は二級)
(3) 高圧ガス保安責任者(甲種)
(4) 有機溶剤作業主任者
(5) 特定化学物質等作業主任者
(6) エネルギー管理士(熱)
(7) 公害防止管理者(水質、大気)
(8) 衛生管理者

(1)から(3)は化学工場で働く場合は必須です。(3)はちょっと難しいですが、(1)と(2)は大学を出ていれば難しくありません。(4)と(5)は労働基準協会の主催する講習会を受講すれば、ほとんど落ちることはありません。(6)と(7)は管理職となる人は持っていた方がよい資格です。(8)は事業所に一人は有資格者がいなければならない規定になっているので、持っていると有利(有資格者があなた一人の場合、少なくともリストラされることはありません)。
まず確実な(4)、(5)を取得し、(1)、(2)、(3)の順に取得していかれたらどうでしょうか。というのは化学系の資格の内容には共通点があるので、易しいほうから受験して知識を増やしていけば、難しい資格も取りやすくなるからです。
その他の資格として
技術士(化学部門)は私も持っていますが、「さすが」と尊敬してもらえます。ただしあまり実務的な利点はありません。
特級ボイラ技士は持っていると、各工場で引っ張りだこです。今の職場をクビになってもすぐに就職口が見つかる優れものです。
最近、大学院も一般に公開しているところがあり、働きながら博士号をとることができます。これも「さすが」と尊敬してもらえます。すでに博士号をもたれているのならごめんなさい。

「大きく分けると化学の属するメーカー」という意味がわかりませんが、化学工場で働く場合に必要となる学卒エンジニアの資格についてはつぎのものがあります。

(1) 危険物取扱者(甲種)
(2) ボイラ技士(一級又は二級)
(3) 高圧ガス保安責任者(甲種)
(4) 有機溶剤作業主任者
(5) 特定化学物質等作業主任者
(6) エネルギー管理士(熱)
(7) 公害防止管理者(水質、大気)
(8) 衛生管理者

(1)から(3)は化学工場で働く場合は必須です。(3)はちょっと難しいですが、(1)と(2)は大学を出ていれば難しく...続きを読む

Q量子化学の就職って?

現在、大学2年で化学を専攻しているものです。
研究室の就職先でふと疑問に思ったのですが、量子化学ってどんな就職先があるんでしょう?(修士、博士卒を前提として。)

有機化学は化粧品、繊維などの開発、研究。
生化学は化粧品、医療品などの開発、研究。
とかイメージしやすいんですけど、無機化学や量子化学とかの研究室の就職先ってどんなのがあるんですか?イメージしにくくて^^;
ぜひ、教えてください!

また、大学を修士で卒業して、一般企業の開発、研究に携わる(就職する)のって難いことですか?(大学のレベルにもよりけりとは、思いますが。)
地方国立(一期)大学程度で可能でしょうか?

Aベストアンサー

現在の状況では「創薬」関連は量子力学関連(分子運動を含む)は非常に活発ですが、keita1221様が学位をお取りになる頃にどうなっているかは良く分かりません。
基礎知識として「絶対必要」な事は確かなのですが、あまりよく知らなくても巨大分子をうまく計算してくれる、ハード(計算機自体)やそれに特化したソフトの発達が非常に速く、またそれは「お金になるから」です。
#2のお答えにもありますが、現在の「米国式学位」というものは「自分一人で研究を企画立案できる能力」つまり「免許証」でしかないので。
「何処へ走っていくか」は個人の才覚です。また、院在学中に新発見、新発想から「学生起業」への道もありますし、特にお薦めしたいのは、米国などの大学で「雰囲気を知る」事です。
最近は国内でもポスドクの口が沢山ありますが、米国などで「専門そのもの」ではなく「専門家に助けて欲しい」様な条件で教室を探し、キツイけどしっかり仕事をし、人脈も作ってくると、何かと便利です。
そのためには院時代「自分の担当教授」だけでなく、討論会などで知り合う「若手のやり手の先生」との交流も作っておいた方が良いです。
やることは沢山ありますが、初めは「基礎をしっかり、大きな変化が起きても取り込めるだけの柔軟な理解」が必要でしょう。
院に入れば先端部分が次第に見えてきますから、そこを目指して「悪戦苦闘」して下さい。
「悪戦苦闘」した人ほど良い仕事が出来ます。

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Q化学反応でできる生成物は予想できますか?

宜しくお願いします。
たとえば二酸化窒素を水に溶かして硝酸を得る化学反応
3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO
がありますが、「二酸化窒素を水に溶かして硝酸をつくる」という問題で化学反応式を書けと初めて言われたとき、正直一酸化窒素が出来るとは微塵も思いつきませんでした。

せめて何が出来るかが分かれば係数合わせたりとか出来るのですが、初見だと
2NO2 + 2H2O → 2HNO3 + H2
とか書いてしまいます。これはこの問題に限ったことではないです。

どことどこの結合が切れて何が出来る、というパターンはあるのでしょうか?
しっかりした結合ならまだいいのですがNO2やNOは共鳴構造になっているし、どう考えたらいいのかが分かりません。

なぜこの反応で一酸化窒素ができて水素は出来ないのかを教えてください。
加えて、化学反応で出来る生成物の考え方などあれば教えてください。

オストワルト法などの反応は今はもう覚えてしまったので問題はないですが、暗記してるだけなので、今後入試などで、見たことのない化学反応式が出てきた時に似たようなことが起こるのがとても不安です…

宜しくお願いします。
たとえば二酸化窒素を水に溶かして硝酸を得る化学反応
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せめて何が出来るかが分かれば係数合わせたりとか出来るのですが、初見だと
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とか書いてしまいます。これはこの問題に限ったことではないです。

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Aベストアンサー

>とか書いてしまいます。これはこの問題に限ったことではないです。
非常に良い経験をしましたね。現在はスパコンがあるのでありとあらゆる組み合わせの中で、最も熱力学的に安定な構造は推定できます。だがそれが本当に起きるかと言われると「済みませんが分かりません」と言うしか無いのです。この例だと、窒素分子と酸素分子と水が一番安定だ、などと言いやがる役立たずがいます、その正体はソフトウェア。特に「どこから始めるか」は重要で「アッチの方へ行っちゃう」ことも多いのです。それを避けるのは「モンテカルロ法」早い話「デタラメ」、半世紀前には原子3つで半年かかった。
>今後入試などで、見たことのない化学反応式が出てきた時に似たようなことが起こるのがとても不安
そんな問題出ませんから心配しなくて良いです。高校の物理は死に、化学も死にました、生きて頑張っているのは生物だけです。

QSEやプログラマーを目指すなら何学部の何学科?

僕は将来SEやプログラマーといった仕事につきたい
考えているのですが、そのためには何学部の何学科に行ったら
自分の希望に合った勉強が出来るのでしょうか?
調べてみても似たような名前の学科がたくさんあってよくわかりません。
実際大学で勉強してる人や先生など詳しい人がいたら教えてください。

Aベストアンサー

kokirikoさんのおっしゃる
>企業は学校を卒業したばかりの人間を即戦力とは考えていませんから。
は大正解です。

実は私、SE兼プログラマですが、去年くらいまでソフトハウスの新人教育を
担当していました。コンピュータの基礎を教えたり、PCを使って演習問題を
やらせたりしていました。
そこで感じたのは、大学や専門学校時代にコンピュータを扱っていた人が
意外とダメなんです。初めはこちらも新人の学歴等を見て、「こいつは
コンピュータをやってきたから、この辺は説明を端折っても大丈夫だろう」
なんてたかをくくっていましたが、大外れ。
彼らの多くはコンピュータの操作方法(つまりWindowsの扱いやExcelの使い方)は
慣れたものですが、いざプログラムのロジックが絡んでくると混乱してきます。
彼らの多くは「おれはコンピュータは素人じゃないだ」なんて自負も
あるから、それほどPCに詳しくない人より落ち込みも激しいし、
コンピュータに慣れていない別の新人に操作方法を教えて、
半ば自慢して自己満足している始末。

私はそんな小手先の力より、大学時代に基礎学力をつけて開発システムの仕様が
理解できるくらいになってほしいと思います。例えば制御系のシステム開発を
したいのなら、工学部の機械や電子を学んでいれば理解が早いでしょうし、
また銀行のオンラインシステムの開発をしたいなら、銀行の仕組みや経済の
考え方など、商学部で習うであろう(私は商学部出身じゃないので)知識が
あれば比較的楽でしょう。仕事で役立つコンピュータの知識は会社に入ってから
でも十分です。といいますか、大学や専門学校では仕事で役立つコンピュータの
知識は教えてくれません。

あと、tntさんがおっしゃる文章力や折衝力も不可欠です。
本をたくさん読んでください。文学書でも軽いエッセーでも結構です。
以前、日経コンピュータでSE,プロジェクトリーダーが読むべき本の一つとして
新田次郎の「八甲田山 死の彷徨」と書いてありました。あんな無謀な遠征を
計画するリーダーであってはいけない、根性論で人は動かない、
「天は我を見放したか!」などと部下のやる気をそぐようなことを言っては
いけない、逆にもう一方のグループの計画的な行動力、統率力を発揮して
プロジェクトを成功に導くようにしていかなければならない、など
学ぶ点は多いです。

kokirikoさんのおっしゃる
>企業は学校を卒業したばかりの人間を即戦力とは考えていませんから。
は大正解です。

実は私、SE兼プログラマですが、去年くらいまでソフトハウスの新人教育を
担当していました。コンピュータの基礎を教えたり、PCを使って演習問題を
やらせたりしていました。
そこで感じたのは、大学や専門学校時代にコンピュータを扱っていた人が
意外とダメなんです。初めはこちらも新人の学歴等を見て、「こいつは
コンピュータをやってきたから、この辺は説明を端折っても大丈夫だろう...続きを読む

Qヤーンテラー効果について

ヤーンテラー効果について勉強したのですがよく分かりません。もし分かりやすく説明してくれる方がいればよろしくお願いします。

Aベストアンサー

Jahn-Teller効果ですか.むずかしいですよね~.ということで,「わかりやすく,イメージをつかむ」というのをモットーに(!?),ここではJahn-Teller効果の一例である「正方晶ひずみ」のお話をします.


正方晶ひずみをチョー簡単に言ってしまえば,
「Cu錯体がなぜ正方形配位型なのか」
を説明したものなのです.

じゃあ,なんでそうなるのっ?(古っ!)って思いますよね.そこで,結晶場理論をもとにこれを説明します.


そもそも,d錯体って,八面体配位であるか,四面体配位ですよね(ただ,四面体配位は例が少ないので省略します).例えば,Fe錯体なんかはたいてい八面体配位(配位子が6個)って教わりましたね.しかし,Cu錯体やPt錯体などはなぜか正方形の配位をとります.本来であれば,八面体配位をとったほうがよさそうな感じがしますよね.だって,FeとCuって電子が3つしか違わないから.

ここで,Jahn-Teller効果にもとづく正方晶ひずみという効果が生じてきます.これって何かというと,z軸方向の配位距離(金属と配位子との距離)が伸び,xy方向の配位距離が縮まるのです.つまり,八面体を横からグシャッとつぶして縦にビヨーンと引っ張った感じになります.

このような傾向は,d軌道の電子が多いほど起こりやすくなります.
こうやって,もしもz軸方向の配位距離が無限に伸びてしまったら?そう,z軸方向の配位子はどっかに飛んでいってしまい,結果として正方形状に並んだ4つの配位子だけが残ります.

つまり,「Cu錯体が正方形配位であるのは,八面体がひずんでz軸方向の配位子がなくなったからである」といえましょう.


しかし,「なんでd軌道の電子が増えるとz軸方向に伸びるの?」と思われますよね.これは電子軌道理論で説明できます.
八面体のときは,d軌道は3:2に分裂してますよね.低エネルギーで縮退している3軌道はdxy,dyz,dzxで,高エネルギーのそれはd(xx-yy),dzzです.さて,d軌道の電子が増えると,実は二重および三重に縮退していた軌道が分裂して,2:1:1:1とこま切れになってしまいます.具体的には,z因子を含む軌道(dyz,dzx,dzz)の3つのエネルギーが低下します.(なんでそうなるのかについてはムズカシイので省略させてください)


う~ん,なにやらムズカシイお話になってしまいましたね.
でも,「d軌道の縮退が変化する=配位の形も変化する」ということはなんとなく予想できますよね.これを理論的に説明したのがJahn-Teller効果です.


こんな稚拙な説明でわかっていただけたでしょうか.
もし,「この文章のここがよくわからない」などがありましたら,補足をお願いいたします.また,これ以上の内容についてはShriver(シュライバー)著『無機化学』p.354あたりに書いてあるので,そちらをご覧ください.

Jahn-Teller効果ですか.むずかしいですよね~.ということで,「わかりやすく,イメージをつかむ」というのをモットーに(!?),ここではJahn-Teller効果の一例である「正方晶ひずみ」のお話をします.


正方晶ひずみをチョー簡単に言ってしまえば,
「Cu錯体がなぜ正方形配位型なのか」
を説明したものなのです.

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Qアルドール縮合によるジベンジリデンアセトン

ベンズアルデヒドとアセトンとの反応でジベンジリデンアセトンが生成するとき、
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 澱粉溶液ですが、普通の澱粉では、溶かす手間が掛かったり、溶液の粘度が上がったりする場合があるので、通常は試薬の「可溶性澱粉」を使います。普通の澱粉ではダマになってうまく行きませんが、可溶性澱粉だと、お湯に直接入れても、簡単に溶けます。
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 とにかくNMRがわけ分かりません。例えば、どういうときに、ダブレットになるのか、ダブルダブレットになるのかとか、なんか2Hとか6Hとか書いてあってそれが何なのかとか、とにかく基本的なことから理解できてません。
 なにかNMRを理解するためのアドバイスや基本的な事項をなんでもいいから教えて下さい。又はNMRに関して詳しく書いてあるサイトを紹介してくださっても結構です。

Aベストアンサー

NMRとは核磁気共鳴(Nuclear Magnetic Resonance)の略で、特定の原子核に磁場の存在下に電磁波を当てると、その核の環境に応じた周波数(共鳴周波数)で電磁波の吸収が起こる現象のことです。

とこんな堅苦しいことを書いても理解しづらいと思うので、1H-NMRについて簡単に説明すると、
まず測定した物質内に水素原子が存在すると、その環境に応じて吸収(ピーク)が現れます。
同じ環境の水素(CH3の3つの水素など)はすべて同じ位置に出るし、違う環境の水素は違う位置に出ます。
この位置というのは、標準物質との差で表します。
共鳴周波数の標準物質からのずれを当てている磁場の周波数で割ったもので、だいたい100万分の1から10万分の1程度になることが多いのでppm単位で表します。標準物質をテトラメチルシラン(TMS)にするとほとんどの有機物の水素は0~10ppmの範囲内に出ます。
違う環境の水素同士が立体的に近い位置にある場合、相互作用をします。これをカップリングと呼びます。ビシナル(隣り合う炭素についた水素の関係)の場合が多いですが、ジェミナル(同じ炭素についた水素同士)でもお互いの環境が違う場合はカップリングするし、それ以外でもカップリングする場合がありますが、詳しくは割愛します。
カップリングした場合、その水素のピークは相手の等価な水素の数+1の本数に分裂します。
例えば酢酸エチル(CH3-CO-O-CH2-CH3)の場合、右端のメチルの水素は隣にメチレンがあるのでカップリングし、メチレン水素は2個なので3本に分裂します。
メチレンの水素も同じように右端のメチルとカップリングするわけですから、4本に分裂します。
カップリングする相手の水素が1個の場合は2本でこれをダブレットと呼びます。3本はトリプレット、4本はカルテット。
上の酢酸エチルの左端のメチルは隣の炭素に水素がついてないのでカップリングせず1本(シングレット)に出ます。
n-プロパン(CH3-CH2-CH3)の場合、中央のメチレンは隣に水素が6個あり、それが全て等価なので7本(セプテット)になります。
カップリングする水素が2個あってその2個が等価でない場合は両方とダブレットを形成するのでダブルダブレットとなります。
例を挙げると、CHX2-CHY-CHZ2のようなものです。
この物質の中央の炭素についた水素は、等価でない両端の水素とそれぞれカップリングし、ダブルダブレットになります。

次に1H-NMRはピークの面積がその水素の数に比例します。測定時はそのピークの積分比を取ることにより、そのピークの水素の数を求めることが出来ます。酢酸エチル(CH3-CO-O-CH2-CH3)では左から順に3:2:3の比になります。
この等価な水素の数を2Hとか3Hとかと書きます。

それから上でカップリングについて書きましたが、分裂する幅を結合定数と呼び、その幅の周波数(Hz)で表します。
互いにカップリングしている水素同士の結合定数は同じ値になります。

結構長くなってしまいましたが、これは基本の基本でしかないので、機器分析の本などを読んで詳しく勉強した方がいいと思います。

参考URL:http://www.agr.hokudai.ac.jp/ms-nmr/assign/index.htm

NMRとは核磁気共鳴(Nuclear Magnetic Resonance)の略で、特定の原子核に磁場の存在下に電磁波を当てると、その核の環境に応じた周波数(共鳴周波数)で電磁波の吸収が起こる現象のことです。

とこんな堅苦しいことを書いても理解しづらいと思うので、1H-NMRについて簡単に説明すると、
まず測定した物質内に水素原子が存在すると、その環境に応じて吸収(ピーク)が現れます。
同じ環境の水素(CH3の3つの水素など)はすべて同じ位置に出るし、違う環境の水素は違う位置に出ます。
この位置というのは、...続きを読む

Q化学系の就職には、危険物取扱者とどちらが有利?

現在転職を考えております。
化学系の会社にて転職を希望しているのですが、その前に資格所得を考えております。
今、危険物取扱者の受験も考えているのですが、現在働いているため、TOEICと平行勉強は少し難しい気がして…。
どちらが就職に有利なのか、知っている方教えていただけないでしょうか?

Aベストアンサー

転職は、いつ頃をお考えでしょうか。また、いまのTOEICのスコアはどのくらいでしょうか。TOEICは、仕事をしながら数か月やって大幅スコアアップできるようなものではありません。

迷っておられるのなら、とりあえずTOEICを受けてみるべきでしょうね。時間配分などでミスらないように、受験前に公式問題集などをやって、試験形式に慣れておくといいでしょう。

技術者の場合ですと、600以上あれば、それなりに評価されます。技術者ではなく事務系のキャリアであれば、730はほしいところです。860以上あれば、かなりアピールできるでしょう。

目標までに50くらい足りないのであれば、半年くらい毎日3時間くらいがんばれば、目標達成できるかもしれません。3時間というのは、机の前に座ってやるのではなく、移動中の時間などを含みます。3時間も無理と思うかもしれませんが、そのくらいやらないと、短期でのスコアアップはむずかしいと思います。

目標にはるかに足りないのであれば、とりあえずTOEICは忘れて、危険物を目指せばいいでしょう。逆にすでに目標に達しているのであれば、危険物という考え方もできますね。

なお、TOEICは、なれていないと、50くらいスコアが低く出ることがあります。1回目に目標に少しだけ足りないという場合は、続けて受ければ、ほとんど学習しなくてもあるいはスコアアップできるかもしれません。また、50は誤差の範囲内とも言われているので、続けて何回か受けて、その中の最高スコアを履歴書に書くという方法もあります。

転職は、いつ頃をお考えでしょうか。また、いまのTOEICのスコアはどのくらいでしょうか。TOEICは、仕事をしながら数か月やって大幅スコアアップできるようなものではありません。

迷っておられるのなら、とりあえずTOEICを受けてみるべきでしょうね。時間配分などでミスらないように、受験前に公式問題集などをやって、試験形式に慣れておくといいでしょう。

技術者の場合ですと、600以上あれば、それなりに評価されます。技術者ではなく事務系のキャリアであれば、730はほしいところです。860以上あれば、...続きを読む

Qエクセルで計算すると2.43E-19などと表示される。Eとは何ですか?

よろしくお願いします。
エクセルの回帰分析をすると有意水準で2.43E-19などと表示されますが
Eとは何でしょうか?

また、回帰分析の数字の意味が良く分からないのですが、
皆さんは独学されましたか?それとも講座などをうけたのでしょうか?

回帰分析でR2(決定係数)しかみていないのですが
どうすれば回帰分析が分かるようになるのでしょうか?
本を読んだのですがいまいち難しくて分かりません。
教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
・よって、『2.43E-19』とは?
 2.43×1/(10の19乗)で、
 2.43×1/10000000000000000000となり、
 2.43×0.0000000000000000001だから、
 0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
・E+数値は 10、100、1000 という大きい数を表します。
・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何?下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては?

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた...続きを読む


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