分子軌道法による化学結合・電子構造に関する研究

 物質が原子から分子になるとき、原子核や電子はどのように状態を変えるのであろうか。例えば二酸化炭素は、酸素と炭素の化合物であるが、とても二酸化炭素から炭素や酸素をイメージすることはできない。まったく別の物質である。だから原子や分子を超えた微小なレベルでは、電子や原子核の状態が炭素や酸素とは違った状態になっていることは想像できる。

 化学は物質の構造や反応を取り扱う学問で、原子や分子といったミクロの世界が主な研究対象である。その中で最も小さな物質、例えば原子核や電子中性子といったものを扱うのが「量子化学」と呼ばれる分野だ。これは物理学の中の量子力学の理論を「化学」に対して応用するものである。最先端の現代化学を理解するためには、物理学の量子論の理解も必要といえる。マリケンの研究分野はこの量子化学であった。

 マリケンはマサチューセッツ工科大学で学び、シカゴ大学ハーバード大学で当時の量子力学の研究者たちと研究に従事した。水素分子はH2、すなわち水素原子2個が結合している。原子核の周りを飛ぶ電子の軌道については1927年、ヴァルター・ハイトラーとフリッツ・ロンドンによって「原子価結合法」(VB法)が提案された。


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