水素移動は物性・化学反応の基本要素として多くの化学現象に現れるため、その反応の理解は広範囲にわたる化学現象の理解につながる。水素移動は高速反応であり、多くの場合、実験による直接観測が困難であることから理論計算による解析が有用となる。本セミナーでは、水素移動が関わるプロトン伝導やメタン水酸化反応を取り上げ、伝導機構および反応機構の理解に向けた理論計算による解析について紹介する。プロトン伝導機構の解明に向けて、伝導物質中の分子間のプロトン移動と分子運動について、量子化学計算および分子動力学計算を用いた解析について紹介する。また、量子化学計算による電子状態の精査と遷移状態探索をもとに、メタン水酸化反応の反応機構の解析について紹介する。