東京化学同人の許可を得て掲載

陰山 洋 博士に聞く

無機化合物の無限の可能性
Mixed is different――

現代化学編集グループ

マグカップに注いだコーヒーを飲みないうが，今，複合アニオンの化学は，無した．けれど，無機化学の場合はいい発

がら，この記事を読み始めた方もいるだ

機化学に新しい次元をもたらそうとして見が眠っていて，それを探し当ててくる

ろう．唐突だが，みなさんに一つ質問がいる．

という宝探しのようなイメージがあったある．なぜ，そのコーヒーを安心して飲有機化学から超伝導へむことができるのだろうか．コーヒーとのです．コツコツやるよりは一発当てた
い，自分にも大きな発見ができるかもし

マグカップが化学反応を起こして，体に―陰山先生は，京都大学理学部化学教れないという希望がありました．こうし悪い成分が生じることはないのだろうか．

室ご出身で，小菅皓二先生（現 京都大て，無機物の超伝導を研究されていた小

実際には，そのような化学反応が起こ

学名誉教授）のもとで固体の無機化合物

菅先生の研究室に入ることにしたのです

ることはない．なぜかというと，マグの研究をスタートされました．はじめか（実は，小菅先生の研究室（現在の吉村カップなどのセラミックス（通常は酸化らこの分野にご興味があったのですか．

一良研究室）を見学に行ったときに鍋を物のことをさすが，一般には炭化物，窒

陰山

やっていて，それが楽しかったことも決

化物などの無機化合物を含む）は化学的

やりたいと思っていました．有機化学のめ手です）．ですから崇高な意識があっに（熱的にも力学的にも）非常に安定だ分子を設計できるてこの分野を選んだわけではないのですからだ．そのため，ガラスをはじめ，私思っていたのです．3 回生までは大型バよ．

たちの身のまわりでいろいろな用途に使イクで遊んでばかりでほとんど学校には―われている．しかしこの性質，視点を変行っていなかったのですが，有機化学だ

伝導の研究を始められたのですか．

実は，学部生のときは有機化学をところがいいなと研究室に入られてからは，実際に超えると，安定だからこそ反応が起こりにけは勉強していたのですよ（笑）．研究

陰山

くい，反応させるには高温が必要といっ

室を選ぶ際，当時は超伝導＊ が流行って年代の後半にブームがありました．高温

たデメリットにもなりうる．また，高温

いて，特に有機超伝導で一世を風靡した超伝導の機構を解明しようとする物理ので反応させるということは物質の基本骨齋藤軍治先生（現 京都大学名誉教授）

実験や理論の分野ではそのブームはずっ

格をも壊すことになるため，有機化学者の研究は，有機化学のなかでも物性がと続くのですが，モノづくりの観点だとが行っているような分子の設計は到底で入っていて面白いなと思っていました．

メジャーなものはすでにだいたい発見さきない．

銅酸化物の超伝導の研究は 1980

齋藤先生は有機超伝導で世界記録をもっれていて，実は私が研究室に入ったころ

このようなセラミックス，なかでも酸ていらしたのですが，それは 10 K ほどには新しい物質の発見がすでに難しく化物の可能性を広げる研究を行っているでした．一方で無機物の超伝導では 100のが京都大学の陰山 洋博士だ．有機化

K を超えるような銅酸化物が 1986 年に学者が分子を構成する特定の原子を別の見つかっていました．はじめは有機化学

原子に置換するように，酸化物の中の酸に興味があったのですが，次第に超伝導素（酸化物イオン）を別の負電荷をもつに興味をもち，室温超伝導物質を見つけ元素に変え，新しい機能をもった無機化たいと考えるようになったのです．

合物をつくっている．このように酸素とまた，有機化学は教科書も体系だって

それ以外のアニオン（陰イオン）をもついて，それらをひととおり勉強しないと無機固体のことを複合アニオン化合物と新しい研究ができないイメージがありま

24＊

金属的な電子状態にある物質の電気抵抗が，ある温度でゼロになる現
象．1911 年にオランダの物理学者
H. K. オンネスが発見した．液体窒
素の沸点である− 196 ℃（77 K）以上で超伝導現象を起こすものは特に高温超伝導物質とよばれる．最近では 200 万気圧を超える高圧下において硫化水素が− 70 ℃を超える温度で超伝導現象を示すことがわかり，注目されている．

2018 年 8 月

現 代 化 学

無機化合物を設計してつくるなっていることを知りました．小菅先生
は放任主義で，こんなことを言うと失礼ですが，ほとんど指導された覚えはないの で す よ． け れ ど 修 士 2 年 の と き に，
「このままだと学位を取るのは難しいか「15 年前は，これから物理と化学
はどんどん融合していく，これからテーマを変えなさい」と唯一の指導をらは俺の時代だと思っていました

してくださって（笑）．そこで，銅酸化（笑）
．けれど，化学を（今はそれ物の超伝導は磁性と深い関係があったのほど）必要としないトポロジカルで，研究テーマを超伝導から磁性へと変えることにしました．
けれど，その後は博士 2 年の夏まで結果が出ませんでした．先輩も後輩も結果を出しているのに自分だけ結果が出ず，系の物理が流行ったこともあり実際はどんどん離れていってしまったのですよ．私は物理と化学両方の分野にいたので，間を少しでもつなげられるといいなと思っています」

論文もまったく書けませんでした．このときはかなり辛かったです．結果を出さないと学位は取れません．もちろん学位を取っても就職できるわけではありませんが，結果を出さないと何も始まらな
い．とりあえず，やり続けるしかない，
そんな状況でした．

京都大学大学院工学研究科教授．博士（理学）．1969 年島根県に生まれ，1998
年京都大学大学院理学研究科化学専攻博士課程を修了．同年，東京大学物性研究所附属物質設計評価施設助手，2003 年京都大学大学院理学研究科化学専攻助教授，2007 年同准教授を経て 2010 年より現職．物質 – 細胞統合システム拠点（iCeMS）連携教授．2016 年より新学術領域研究「複合アニオン化合物の創製と 新 機 能 」 領 域 代 表．2001 年 井 上 研 究 奨 励 賞，2014 年 日 本 学 術 振 興 会 賞，
2017 年日本化学会学術賞など多くの賞を受賞．

陰山 洋（かげやま・ひろし）博士

結果の出ない状況を，どう打開され―たのですか．
陰山

当時，論文は紙がメインだったので，図書館に行って面白そうなフラスト

レイクしたのです．これは 1981 年に理ある物質の鉄を銅に変えてみたとか，モ

レート磁性格子をもつ物質を文献で探し論家が考察した厳密な解をもつ理論モデ

ノづくりに関してはありふれた研究しかました．JSPDS カード（X 線回折の紙のル（Shastry–Sutherland モデル）に関係できていませんでした．ですから限界を

データベース）を探しに工学部の研究室しています（B. S. Shastry ほか，Physica

感じたのです，このままやっても楽しくを訪ねたりもしました．そして，磁性の108B，1069（1981））．厳密解をもつ水素

ないなと．

観点からつくれたら面白そうだなという原子と違って，量子多体系は一般に解け物質や，理論家が面白いと言っている物

ないので近似を使う必要がありますが，無機化合物を設計してつくる質を探したのです．そして二つ面白いも

単なる理論家のおもちゃ（絵に描いた陰山のを見つけました．一つは三角格子をも餅）と見なされていた厳密なモデルが現も，酸化物は有機物と違って（一般に）つコバルトの酸化物です．この研究が実の物質で見いだされたことで，これま設計ができません．有機化学者は化学のやっと花開き，その後，博士 3 年のとき

でに知られていなかった量子現象が次々力を使い，考えて分子をつくっていまは毎月のように論文や解説記事を書くこと明らかになりました（H. Kageyama ほす．しかし，私たちの場合は陶芸をイ

新しい物質をつくりたいといってとができました（陰山 洋ほか，固体物理

か，Phys. Rev. Lett.，82，3168（1999））．

メージしていただければよいのですが，

32，993（1997））．そのころ，小菅先生のこの研究によって，物理の分野では少し1000〜1500 ℃の高温で焼くだけ（通常，お弟子さんでもある東京大学物性研究所

注目してもらえるようになりました．そ固相反応とよばれます）なのです．するの上田 寛先生（現 東京大学名誉教授）の後も論文をコンスタントに出すことがの研究室にちょうど助手のポジションができ，表向きは好調でした．しかし，実空き，募集があったので応募したところ

は悩みながら研究をする毎日でした．

採用され，学位取得と同時に移ることに―なったのです．

陰山

どのような悩みがあったのですか．
私がやったことは，文献を検索し東大では，図書館で発見したもう一つて見つけた物質をつくっただけです．つの物質（銅の酸化物 SrCu（BO
2
3）
2）をつ

まり，文献を調べれば誰でもできるのでくりました（図 1）．そしたらこれがブすよ．なかなか新しいものはつくれず，

現 代 化 学2018 年 8 月

図1

 手時代に育成した助
SrCu（BO
2
3）
2 単結晶

25

が必要なのです．ただ，このつくり方では，物質の基本骨格すらも壊すことになるので，材料の設計は到底できません．

ప

このようなジレンマがあり悩んでいたのですが，そのときにトポケミカル反応を使 っ た 論 文（T. A. Kodenkandath ほ か，
トポケミカル反応では，出発系と生成系で組成は変化するが，構造はほとんど変化しない．そのため，物質設計という点では非常に有効な合成法である．この反応では，結晶格子中のイオン結合など，比較的弱い結合をもつ部分のみが反応し，共有結合性が強い部分は基本骨格として残る．
図2

トポケミカル反応

J. Am. Chem. Soc.，121，10743（1999））に出会ったのです．
それはどのような反応ですか．

―

陰山

構造の一部を維持したまま，低温で別の物質にすることです（図 2）．たとえば，強い共有結合でつながった層の間に金属イオンが入った構造があったとしと 10 の何十乗個もの原子が整列した結ができたとしたら，温度や圧力を変えてます．300 ℃程度の低温（有機化学者に晶がいっきにできてしまいます．超分子3 層にするなどの制御はできることもあ

とっては高温だと思いますが，私たちのの世界では自己組織化といいますが，酸ります．ですが，ほとんどの場合は設計分野では低温なのです）で熱すると，こ化物で起こっていることは究極の自己組という概念がないのです．

の強い結合をもつ層の構造（トポロジー）

織化でもあるのです．ですが，超分子とそもそも，固相反応でなぜ高温が必要は維持したまま，間にある金属イオンだは違い考えてつくっているわけではありかというと，固体の結晶だからです．数

けを別のものに変えることができます．

ません．もちろん，細かい設定などはあ

種類の出発原料の結合を切り，それら

先ほど酸化物は設計できないと言いましりますが，基本的にはできた者勝ちなの（通常ミクロンサイズ）が原子レベルでたが，これはある意味設計といえます．

ですよ．たとえば二つの層からなる物質

混ざらないといけません．ですから高温ですから，トポケミカル反応を使えば酸化物でも有機化学のように設計が自在にできるかもしれないと思いました．

コラム
陰山

本当の融合研究学部 1 年生の授業で，複合ア―

新しい分野ですので，若い方やニオンを使ってやりたいことを妄想

分野のまったく異なる方も入りやすでもいいから考えてみてと宿題にしいのではないでしょうか．

もう一つ驚いたことに，この論文（私が初めて読んだ JACS の論文です）では出発物質は磁性がないのに，できた物質
は磁性をもつことを報告していました．
私は博士課程からずっと磁性の研究をしました．そうしたら面白いアイディ

陰山

アがたくさん出てきました．たとえ理が通用しないことも多く，学生さば，複合アニオン化合物でチャーハんも一緒になってフラットに考えらンをパラパラにしたいという下宿をれるというメリットがあります．ま始めた学生ならではの，ほのぼのとた，いろんな分野で融合研究が叫ばする案から，宇宙で希少金属探索をれていますが，正直なところ予算をする（以前に出した論文（T. Yajima

とるための形だけにみえる場合もあほか，Nat. Commun.， 7， 13809

りますよね．けれど，この分野は本（2016））で書きたかった）とか，普当に分野を融合しないと進まないこして，2 カ月ほど，ワイリー先生のもと通は決まっているはずの電気陰性度とだらけですよ．ですから，実際にに留学させてもらいました．この 2 カ月の値を複合アニオンで変化させてみ共同研究もどんどん進んでいます．

間は人生を変えるくらい充実していまし

せるとか，私がまったく思いつかな

これは新しい分野だからこそできてた．そして，トポケミカル反応を使っていことを提案してくれたのです．常いることだと思いますよ．ただ，今酸化物の化学を展開すると決意したので識がまだないからこその発想で，こ後さらなる発展のために，もっとさす．

ういった若者たちにもぜひ複合アニ

まざまな分野の方に参入していただ―

オンの研究へ参入してほしいなと思

きたいと思っています．

いました．

そのとおりです．酸化物の論ていたのですが，磁性を出すには磁性イオンがなくては意味がないと思っていたので，目からうろこでした．こうしてト
ポケミカル反応には多くの可能性があることを知ったのです．この論文は米国
ニューオリンズ大学のジョン・ワイリー
先生が書かれており，上田先生にお願い

米国から帰国後は京都大学理学部化学教室に移られました．
陰山

こうして物理から化学の分野に戻ったのですが，分野を変えるというこ

26

2018 年 8 月

現 代 化 学

複合アニオンの化学へ

鉄

四面体

ピラミッド

酸素を 1/3 取除く

八面体

これまで，鉄酸化物の鉄と酸素の結合には，四面体，ピラミッド，八面体の三つの形
態しか存在しなかった．しかし，鉄酸化物の酸素を 1/3 取除いたところ，四つの酸素が正方形状に配位した，二次元物質ができることがわかった．
図3

平らな鉄酸化物ができたとはゼロから始めることになるので非常できないような面白い系を見つけること

素は不活性なので，反応が起こりにくいに苦労しました．このときは齋藤軍治先ができました．

ので自然界には酸化物が多いのです．で生が励ましてくださいました．若手でシ

鉄酸化物の鉄原子のまわりの酸素は，すが，鉱物の中にはフッ素と酸素からな

ンポジウムなど，いろいろやりなさいと四面体や八面体，ピラミッドのような立る複合アニオン化合物などもあるのです

おっしゃってくださり，京大の若手の准体的な結合形態をとります．ところが，よ．しかし，複数のアニオンがあるから教授（安部武志先生，邑瀬邦明先生，中低温合成によってペロブスカイト構造をこそ面白い性質をもつ，という物質はほ

西和樹先生ほか）に声をかけて「低温合もつ鉄酸化物の酸素を構造を壊すことな

とんどありませんでした．2000 年に入っ

成研究会（通称）」をつくりました．こく 1/3 取除くことで，平面四配位をもつたころから，私たちのグループを含め，こでは，おもに電池や触媒を含む無機材

鉄酸化物をつくることができたのです

少しずつ報告が出てきたところです．そ料のエキスパートを広くよんで講演をし（ 図 3，Y. Tsujimoto ほ か，Nature，450，

ういう意味では，やっと注目されるようてもらいました．そこでいろんな方と知1062（2007））．酸化物の性質は金属のまになってきた分野なのですよ．

り合うことができ，名前を知ってもらう

わりにある酸素の結合形態によって大き私たちは，トポケミカル反応でいろいと同時に各無機分野の最先端の結果や考く変わるので，新しい配位をもつこの鉄ろと開拓しているところですが，合成法え方を学ぶことができました．私が今，

酸化物は新しい機能をもつと期待され，が確立していない，できた物質を解析す

化学の分野にいられるのは，ここでの経基礎と応用の両面から多くの方に注目しる方法がないといったことが問題でし験が大きいのですよ．

ていただけました．この研究では鉄酸化た．ふつう酸化物の結晶構造解析には X

物の酸素を取除きましたが，取除くので線回折があれば十分ですが，複合アニオ

複合アニオンの化学へはなく，窒素などのアニオン種と酸素をン化合物になると X 線だけでは構造が一

帰国後コツコツと行っていた研究置換することによっても新しい機能をも義的に決められないこともあり，中性子を 2005 年に発表しました（H. Kageyama

つ物質をつくり出すことができます．こ

回折を使うのが必須です．ですが，酸化陰山

ほか，J. Phys. Soc. Jpn.， 74， 1702の複数のアニオンからなる複合アニオン

物を扱ってきた研究者のほとんどが，X（2005））．これは合成に関していえばワ化合物には大きな可能性があると考えま

線しか使っていないのですよ．複合アニ

イリー先生の真似事のような仕事だった

した．

オン化合物に関する文部科学省の大規模のですが，トポケミカル反応を使った化―学を進めていこうという自信につながる

最近生まれたものなのですか．

始まり，40 あまりの研究室で研究を進め研究になりました．そして転機になった陰山ているのですが，解析法一つとっても酸のが 2007 年の研究です．あまり高度ならなる酸窒化物は自然界には存在しませ化物のやり方を踏襲できないので，自発合成ではないのですが，高温ではふつうん．酸素と比べて（三重結合をもつ）窒的，必然的に共同研究が進むようになっ

現 代 化 学2018 年 8 月

複合アニオンというアイディアは，
空気の主成分である酸素と窒素か

プロジェクト（www.mixed–anion.jp）が27

酸化物は非常に安定で，それがコーヒーカップとして使えるようにメリットでもあるのですが，化学反応という点では面ࢺ࣏ࢣ࣑࢝ࣝ཯ᛂ

白みがありません．ですが，ここにヒドリドが入るだけで，反応性が劇的に変わるのです．
安定な酸化物にヒドリドを加えるこ―とは難しかったと思います．
陰山౯㟁Ꮚᖏ

ヒドリドを加えるためには強い還元条件での合成が必要です．ですが，そ౯㟁Ꮚᖏのような環境では金属イオンまで還元さ

ࣂࣥࢻ
ࢠࣕࢵࣉ

れて壊れてしまうため，合成は困難と考

ఏᑟᖏ

ఏᑟᖏ

えられていました．しかし，私たちはペロブスカイト構造をもつチタン酸バリウ
ム（BaTiO3）と水素化カルシウム（CaH2）

酸化物の一つの酸素を別のアニオンに変えると（a），バンドギャップが小さくなる（b）．そのため，比較的バンドギャップが小さい複合アニ
オン化合物は太陽光に含まれる可視光を有効に利用できるため，光触媒としての応用も期待されている．また，図では一つの酸素を別のアニオンに変えただけだが，二つ以上の酸素を別のアニオンに変えると，立体異性体が生まれ，それぞれの構造に基づいた機能が期待できる．詳しくは複合アニオンについての総論を参照．H. Kageyama ほか，Nat. Commun.，
9，772（2018）．
図4を 550 ℃ほどで反応させることで，酸水素化物（BaTiO2.4H0.6）を得ることができました．CaH2 がチタン酸バリウム中の酸素を取ると，ペロブスカイト骨格を壊すことなくその空いたスペースに水素が入るのです．この考えは有機化学とも似複合アニオン化合物がもつ一つの特徴

ていなくもないですが，一つ大きな違いがあります．それは，私たちが扱っていてきました．その結果，最近では，新しいは，水素はプロトン H になるのがふつ＋−

るのは結晶であり，10 の何十乗個もの解析方法も生み出されつつあるのですよ．

うです．しかし，ここではヒドリド H に原子が結晶をつくっていることです．ト

複合アニオン化合物にはどのようなな っ て い る の で す（Y. Kobayashi ほ か，

ポケミカル反応ではときに多くの原子が―特徴をもったものがあるのでしょうか．
陰山

チタン酸バリウム（BaTiO3）は絶−Nat. Mater.，11，507（2012））．この H とあたかも運命を知っているかのように一が混在する酸水素化物は面白いこと

気に移動し，別の組成をもつ構造になる

2−O縁体で，誘電体材料として使われていまがわかりました．H が入ると「活性」と−必要があります．つまり，反応は結晶のす．この酸素の 20％程度を水素に変えるいう要素が加わります．酸水素化物は，表面だけではなく，内部まで均質な組成ことに成功しました．酸化物の世界で外界のガスと反応することができます．

をもつように起こります．
ただし，低温でこのような原子の拡散・交換を起こすには大きな困難を伴うことも私たちの研究を通じて初めてわ
かってきました．たとえば，チタン酸バ
リウムのバリウムの代わりにストロンチỈ⣲໬࢝ࣝࢩ࣒࢘

Ỉ⣲

ウムを使うと入りうる水素がなぜか少ないという謎がありました．そこで結晶中

ࣂ࣒ࣜ࢘

の酸素をはじめから少し取っておく，つ㓟⣲

まり欠陥をつくってみると，水素が入るࢳࢱࣥ

割合が 2 倍以上増えることがわかりました（F. Takeiri ほか，Inorg. Chem.，56，13035（2017））． は じ め か ら 欠 陥 を つくっておくという考えはイオニクスや電

図5

チタン酸バリウムと水素化カルシウムから酸水素化物をつくった

気化学の分野ではすでにあったのですが，その知識は無機合成化学にも使えた28

2018 年 8 月

現 代 化 学

風船のように伸び縮みするヒドリドのです．こうしてつくった酸水素化物を用いて，さまざまな研究を行いました．

酸水素化物の高い反応性
陰山

ヒドリドが酸化物に導入されることで新しい機能が生まれないかいろいろ考えていたのですが，当時わたしの専攻におられた井上正志先生（京都大学名誉教授）に重水素（D2）をお借りして，とりあえず 400 ℃程度で反応させてみま
し た． す る と，HD ガ ス が 生 じ た の です．これは，ヒドリドと重水素が反応したということです．ヒドリドが重水素に交換しても意味がない，と思われるかもしれませんが，これはヒドリドが結晶内

酸水素化物に重水素（D2）を流すと，重水素がヒドリドと交換されてHD ができた．
図6を低温で拡散していることを意味してい酸水素化物の高い反応性

ます．ヒドリドが動くということは，水素燃料電池のような応用につながる可能性があります．水素といえばプロトンを分子は三重結合をもっていて非常に安定

ンモニア合成触媒にはなりえないと考え利用した電池の研究が昔からされていまなため，さすがに酸水素化物とは反応しられていましたが，ヒドリドを導入する

すがヒドリドの標準還元電位は負に大きないと考えていたので驚きでした．つまだけでまるで違う世界が見えてきました．

いため，高電圧化など新しい展開も期待り，酸水素化物中のヒドリドは非常に安できます．電池への展開は一つの研究の定な窒素をも活性化できたのですよ．

風船のように伸び縮みする
ヒドリド

方向性ですが，このヒドリドの低温でのということは，水素と窒素を酸水素化

H/D 交換活性と拡散能を別の用途に活物のもとで流すとアンモニアをつくるこ―

かせないかと考えました．つまり，重水とができるかもしれません．実験をしたの可能性を広げているのですね．

素の代わりにほかのアニオンを含むガス

ところ，予想どおりアンモニアをつくる

陰山を用いることで新しい複合アニオン化合ことができたのです（Y. Kobayashi ほか，もユニークな性質があります．酸水素化物が創製できるかもしれません．

J. Am. Chem. Soc.，139，18240（2017））．

物をつくった際，ヒドリドがあるかどう

そこでまず，300 ℃程度で酸水素化物

こうして酸水素化物がアンモニア合成触か NMR で調べてみました．すると，スにアンモニアガスを流してみました．す媒としても使えることがわかりました．

ペクトルが錯体では典型的なプロトンのるとヒドリドが窒素と交換されて，酸窒

チタンは窒素との結合が強すぎるためア

位置に出たのです．なぜ，プロトンの位

ヒドリドの反応性が，複合アニオン
実は，ヒドリドには反応性以外に化 物 が で き た の で す（T. Yajima ほ か，Nat. Chem.，7，1017（2015））．実は，酸窒 化 物 を つ く る に は こ れ ま で 1000〜
1500 ℃の高温が必要でした．また，アンモニアガスは毒ですし，高温では水素が出るので，それが金属を還元して壊してしまいます．ですから，なかなか難しい反応だったのです．ですが今回，酸水
素化物を使うことで簡単に酸窒化物をつくることができました．さらに，別の学生が酸水素化物と窒素ガスを反応させた
ところ，何と常圧下でも酸窒化物になることがわかりました（N. Masuda，J. Am.
Chem. Soc.，137，15315（2015））．窒素
現 代 化 学2018 年 8 月

ձࣄࢻࣜࢻࡀ㔠ᒓ࡟㟁Ꮚ ղࣉࣟࢺࣥࡣ㔠ᒓ࠿ࡽ㟁 ճࡇࡢࡼ࠺࡟ࡋ࡚Ỉ⣲ࡣࠉࢆ୚࠼࡚ࣉࣟࢺࣥ࡜࡞ ࠉᏊࢆཷྲྀࡾࣄࢻࣜࢻ࡟ ࠉ⤖ᬗ୰ࢆ⛣ືࡍࡿࠉࡾ㸪⛣ືࡋ࡚㓟⣲࡜⤖ ࠉᡠࡿ
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ࣉࣟࢺࣥ
ࠉྜࡍࡿ
㓟⣲
ࣄࢻࣜࢻ

図7

プロトンを経由するヒドリド伝導機構

29すが，陰山先生の今後の夢は何でしょうか．
陰山

1977 年にノーベル物理学賞を受賞 し た P. W. ア ン ダ ー ソ ン 先 生 の 言 葉に，「More is different」があります．これは，原子が数百個の状態と，10 の何十乗個の状態では全然違うということを言っています．たとえば超伝導は原子の数が多くないと出ない現象ですので，まさに More is diﬀerent なのですよ．
電気陰性度（四角の左上の値）を基準に考えると，水素はこの位置にくる．
左下の値はイオン化エネルギーを，右下の値は電子親和力を表す．
図8

 しい周期表？（M. W. Cronyn，J. Chem. Edu.
正80，945（2003）より引用）

私が新学術領域研究の代表になったときに，上田 寛先生がはなむけの言葉としてアンダーソン先生の言葉をもじって「Mixed is diﬀerent」をくださいました．
この Mix には，もちろん複合アニオンの複合という意味もあるのですが，そのほ置にスペクトルが出るのか．実は，錯体ことができました（N. Masuda ほか，J.

かに分野をミックスする，つまりコミュ

中のヒドリドと無機物中のヒドリドはか

Am. Chem. Soc.，137，15315（2015））．

ニティーをミックスしようという意味もなり違うものだったのです．そんなこと

今はつくっただけで満足していますが，あるのです．ですから，これからもこのを言われても，どちらも H − なのだから結晶の中で H ＋ を H − に変えるなど，イ

言葉を象徴するような学問をしていきた

同じだと思われるかもしれません．けれ

オンを変化させることもできるのではいと思っています．

ど，それが違うのです．

ないかと考えて研究を進めています．た―私たちが最近行った実験によると，水とえば，結晶中で H がもつ二つの電子けますか．

素は酸素に比べて 2 倍縮みやすいことがを金属に与え，H ＋ に変わります．そし陰山

わ か っ て い ま す（T. Yamamoto ほ か，て別の場所に移動して金属から再び電使うか，どんな比で混ぜるかだけを考え

Nat. Commun.，8，1217（2017））．つま子を受取って H − に戻る．このようなこていました．これはカチオン重視の考え

り，酸素や窒素などのアニオンは，硬式ともできるのではないかと考え，研究をです．その集大成がいわゆる相図（状態のテニスボールをイメージしていただけ

進めています（図 7）．この現象について図）です．けれど，今度はアニオンといればいいのですが，水素はまわりの環境

は，実際に理論の先生も提唱されていまう新しいパラメーターを使って，今までに応じて風船のように大きさが自在に変す（Y. Iwazaki ほか，J. Appl. Phys.，108，にない機能を出そうとしています．酸化わるのです．おそらく錯体中のヒドリド

083705（2010））．

物あるいは窒化物の既存の科学をミック

は小さく，酸水素化物中のヒドリドは大―単純と思われている水素にも，まだスすることで，新しい学問ができると考きいと考えられます．NMR では中心のまだわかっていないことがたくさんある

えているのです．実際に，酸化物では出原子核から電子を見ています．プロトンのですね．

ず，窒化物でも出ないけれど，酸素と窒の場合は電子がなく，原子核だけの状態

陰山

水素は両性イオンで，電子を受取素が混ざることではじめて機能が出る，−最後に若い読者に向けて一言いただ
酸化物の場合は，金属として何をです（実際には共有結合性の効果はかな

るとヒドリドに，放出するとプロトンにそんな物質も生まれつつあります．たりあります）．一方，私たちが扱っていなります．電気陰性度だけを考慮するだ，今後もこの科学を成長させていくにる，無機物中のヒドリドは大きいため，と，図 8 のような周期表の位置になりまは，化学の力が，特に合成化学の力が重電子が広い空間に非常に薄く存在していす（M. W. Cronyn，J. Chem. Edu.，80，

要です．錯体化学や有機化学の人たちのることになります．つまり電子の密度が945（2003））．もちろん，価電子が四つ

感覚が必要なのですよ．しかし，今は分小さいため，NMR だとほとんどプロト

ないので変なのですが，このどちらにで野が分かれてしまっています．ですからンと同じように見えてしまうのです．

もなれる点がユニークな性質につながっ

ぜひ，そのようなバックグラウンドをもていると思います．

つ方々にもこの分野に入っていただき，ほかにも面白いことができつつありま
す．H と H があると，ふつうは水素ガ＋−

Mixed is different

スができて終わりです．しかし，最近それぞれが共存できるような結晶をつくる

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どれもが大きな可能性のある研究で―一緒に研究を進めていきたいと考えています．読者のみなさん，待っていますよ！
2018 年 8 月

現 代 化 学