このようなプログラムを作成するのは、コンピュ−タ科学の人だからではないでしょうか。あるいは、分子モデリングそのものが、 根底的なノウハウだからでしょうか。理由はよくわかりません。だから、Gaussian, Inc. では以前は GaussView のようなフロントエンドは、 化学研究によくない影響をするということで、販売されていませんでした。しかし、計算された結果を図で見たいということがあったり、 入力する前に分子構造を図として確認しておいた方が、作業の効率上好ましいということでしょう。 分子構造の構築にまちがいがあって、無駄な計算をすることを防ぎます。学問的にプラスになるわけではありません。 便利なツ−ルと位置付けて、化学研究に応用していく仕方を確立すればよいわけです。

Gaussian 09 の入力ファイルをテキストエディタ−で編集できるようになりました。 GaussView で作成したものに、たよるのではなく、ファイルの内容を理解するのです。 それは、GaussView では、完全に Gaussian 09 を使いこなすだけの入力ができるかどうか、わからないからです。 このあたりが、プログラム作成の困難さでしょう。 GaussView が販売される前は、そのようなことをするのが当然でした。 このようなことから、始めないと、量子化学計算に習熟しないと考えています。 実際に、GaussView を使いながら、分子構造の仕組みと量子化学のもっとも根底的な問題を理解して、 そこからはじめて、分子の物性を Gaussian 09 で解析していくというコ−スで勉強したらどうでしょうか。

このように、便利なツ−ルをそのまま使っていても、非経験的分子軌道計算を深く理解することはできないといわれているのですが、 しかしながら、これらを使いこなせば、量子化学研究の効率を上げられることはまちがいないでしょう。 たとえば、HOMO/LUMO の軌道をきわめて簡単に画像処理できることは、きわめて成功した便利ツ−ルです。 これ以外に、NEXT HOMO などの任意の軌道が表示され、図をキャプチャ−できることは、たいへん便利になったものです。 しかし、ここでフロンティア軌道理論を深く理解していることが条件になります。 この理論が十分に理解されているときに、GaussView はたいへんな便利ツ−ルになります。 故福井謙一博士もこのような画像処理については、20 年前から、話されていたことを思い出しました。 このころは、特別発注のプログラムを使っていたようです。民間企業の技術者は使えなかったのです。 実は、大学などの専門研究室では、20 年も前にやっていたことが、 現在はプログラムが商品化され、デスクトップ PC でできるようになったというだけです。

GaussView を使って、Gaussian 09 でとりあえず、量子化学計算をやってみて、結果ファイルを解析していきましょう。 このようにしていくと、だいたいの量子化学の輪郭が見えてきますから、さらに詳細に理解するために、専門書をひもといてみたらどうですか。 これは、量子化学の研究のひとつのやり方です。

分子は、回転、遷移で 6 次の自由度をもちます。これが、複数の異なる分子間の相互作用には、多くの自由度があり、 このような分子運動を量子化学計算で解析することは、現実的には不可能です。経験的力場を使った分子動力学計算が必要であることは、 周知のことです。ところが、分子動力学計算も、X 線構造解析などの実験デ−タが必要になるのです。このように、 計算化学の出発座標は、実験デ−タに依存するので、この解釈ができない人は、計算化学もできないことになります。

MOPAC のような半経験的分子軌道法で計算されたデ−タは、あくまでも、MOPAC のパラメ−タが最適化されている範囲内です。 それを逸脱している分子構造については、正しい解析デ−タをアウトプットする保証はないのです。デ−タの正確さを確認するには、 非経験的分子軌道計算法で、電子相関や、d, p 軌道、拡散関数などを考慮して、精密解析する必要があります。 したがって、はじめから、非経験的な分子軌道で解析した方が、効率的であることがわかります。 たとえば、タンパク質構造の分子軌道計算法を実行しても、それが正しいということが、確認されなければ、それは意味をなさないと思います。 タンパク質の内部、あるいは周囲は、動的な水分子で囲まれています。たとえば、水分子を架橋した水素結合の存在を無視してしまっています。 これらを考慮しない分子軌道計算の結果は、計算の系が架空ですから、当然に不自然になるはずです。 したがって、実測値を満足させることはないから、計算結果は信頼性に欠けるとことになります。

Quantum Molecular Modeling は、材料設計では物性の予測に用いられる解析手法です。熱力学的解析で溶媒和自由エネルギ−が解析できます。 実験的には、溶解度に対応しています。NBO 解析も期待が大きい解析手法です。 最近では複雑な分子構造をモデリングすることが多くなりました。X 線構造解析の座標も必要になりました。 高分子のタンパクの構造を入力することもあります。GaussView には、多くの機能が備わっています。 マニュアルで確認してください。