MNDO

MNDO法とその関連手法

計算化学の分野で重要な役割を果たすMNDO法（Modified Neglect of Diatomic Overlap法）は、分子の電子構造を量子力学的に解析するための半経験的分子軌道法の一つです。この方法は、NDDO（Neglect of Diatomic Differential Overlap; 二原子微分重なりの無視）に基づく積分近似を使用しており、分子のエネルギー状態や反応メカニズムの予測において有用なツールとして広く認識されています。

MNDO法の背景

MNDO法は、マイケル・デュワーらによって開発され、MOPACプログラムパッケージの一部として実装されました。この手法は、他の計算化学プログラムにも組み込まれており、AMPAC、GAMESS (US)、PC GAMESS、GAMESS (UK)、Gaussian、ORCA、CP2Kなどで利用可能です。

当初、MNDO法は計算化学の初期における革新的な手法とされ、分子の電子状態の迅速な解析を可能にしました。 しかし、その後は新たに開発されたAM1およびPM3という手法によって次第に置き換えられていきました。これらの新手法はMNDOと類似していますが、パラメータ化のアプローチが異なる点が特徴です。

拡張手法の登場

MNDO法は、その後さらなる進化を遂げました。ウォルター・ティールらによって開発されたMNDO/dは、d関数を考慮に入れた拡張版で、有機金属化合物の解析に特化しています。この改良版は、GAMESS (UK)に組み込まれており、より複雑な分子システムの解析を可能にしています。

同じくウォルター・ティールによって提案されたMNDOC（MNDOの相関バージョン）は、実験データに基づいたパラメータフィッティングを行い、二次の摂動理論を利用して電子相関効果の計算を行います。これにより、電子相関が重要な系に対しても精度の高い結果が得られると期待されており、励起状態や遷移状態の分析にも対応しています。しかし、クラマーによると、この手法が実際にどれほどのポテンシャルを秘めているか評価するためには、他のNDDOモデルとの比較が不足しているという意見もあります。

まとめ

MNDO法は、計算化学における重要な手法であり、特に分子の電子構造解析において高い評価を受けています。従来のMNDO法に加え、さまざまな拡張版や新手法が登場する中で、MNDO法は依然として研究や産業においての利用価値を持ち続けています。今後もこの分野における技術革新が期待されます。

もう一度検索