2024年度/1GGC003303

【金2】基礎物理化学A /理(化以外) S <前期>

我々の身の回りは、さまざまな物質で溢れている。物質の構造、機能、反応を扱う化学が現代社会の中で果たしている重要性は大きい。本講義では、ミクロな視点から物質を理解し、原子・分子の構造と化学結合を理解するために必要な量子論の基本概念を解説する。物質の世界に対する古典物理学の限界からエネルギーの量子化、波と粒子の二重性を認識し、量子論に基づいて物質の世界を理解することの重要性を解説する。量子論における基本方程式であるシュレーディンガー方程式を扱うことにより、箱の中の粒子の運動について解説する。周期律の量子論的説明と化学結合論の基礎について解説する。

担当教員氏名

手木 芳男

科目ナンバリング

XXXCHE1N003-J1 (公大) / GEPCH0101 (市大)

授業管轄部署

国際基幹教育機構（学部）

授業形態

講義

開講キャンパス

杉本

開講区分

週間授業

配当年次

1年 (公大) / 学年指定なし (市大)

注意: 配当年次は学部・学科によって異なる場合があるので、UNIPAで確認してください。学年指定なしの表記は、要覧等を確認してください。

単位数

2単位 (公大) / 2単位 (市大)

注意: 実際の単位数は学部・学科によって異なる場合があるので、必ずUNIPAで確認してください。

到達目標

本講義では、原子や分子の構造と化学結合を量子論の考え方を用いて説明できるようになることを目指す。具体的には、１．原子の性質を分類するうえでの電子の重要性、２．エネルギーや運動量などの基本的な物理量、３．量子力学の基本的な考え方とその定式化、特にシュレーディンガー方程式、波動関数の確率解釈、固有値と固有関数の性質、について学ぶ。周期律と共有結合を量子論に基づいて理解できるようにする。

各授業回の説明

授業	授業内容	事前・事後の学習内容
第1回	高校の復習と量子論誕生の歴史	高校で学習した数学と原子の軌道について復習しておく事
第2回	ミクロな世界の物質の波動性と粒子性	教科書1・１ の予習、授業の復習
第3回	Bohrの原子模型	教科書1・２ の予習、授業の復習
第4回	波の性質とその数学的基礎、運動量演算子	高校で学習した波と教科書1・３・１の予習、授業の復習
第5回	定常状態のシュレディンガー方程式と波動関数の確率解釈	教科書1・３・２の予習、授業の復習
第6回	箱の中の粒子	教科書1・３・３の予習、授業の復習
第7回	水素型原子と原子軌道	教科書1・４の予習、授業の復習
第8回	電子のスピンとパウリの排他原理、周期律	教科書1・４・５及び1・５・１～1・５・３の予習、授業の復習
第9回	イオン化エネルギー、電子親和力と電気陰性度	教科書1・６の予習、授業の復習
第10回	共有電子対モデル、分子軌道の考え方、二原子分子の化学結合（１）	高校で学習した共有結合について復習しておく事、教科書２・１・１の予習、授業の復習
第11回	二原子分子の化学結合（２）、結合長、結合次数	教科書２・１・２～２・１・３の予習、授業の復習
第12回	化学結合と電子スピンを含めた波動関数、多電子原子の化学結合	教科書２・２～２・３・１の予習、授業の復習
第13回	多電子原子の化学結合（２）と異核二原子分子	教科書２・３の予習、授業の復習
第14回	分子の構造と混成軌道の考え方	第7回の原子軌道の復習、メタン、エチレンの分子構造の予習、授業の復習
第15回	混成軌道の導出、混成軌道の性質、ベンゼン分子	教科書２・４の予習、授業の復習
第16回	期末試験	第1回～第15回の講義の復習

成績評価方法

授業回数の2/3以上出席している受講者に対して、期末試験(100%)から到達目標の達成度を評価し、60％を合格(単位修得)の最低基準とする。

履修上の注意

授業後のできるだけ早い時期に、その週の授業内容を復習して十分理解しておく事。各回の授業前に教材の指定された部分に目を通しておく事。授業の進行に合わせて章末の演習問題に取り組んで自分の理解を深めることが必要である。

教科書

勝木明夫・伊藤冬樹・手老省三　共著「基礎物理化学ー能動的学修へのアプローチ」（三共出版）

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参考文献

必要に応じて資料を配布する。

オフィスアワー

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教員への連絡方法（メールアドレス等）

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その他

授業の進度や受講生の理解度に応じて，内容を変更する可能性がある.