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科目の基本情報

開講年度 2022 年度
開講区分 工学部分子素材工学科/総合工学科応用化学コース ・専門教育
受講対象学生 学部(学士課程) : 2年次
選択・必修 必修
授業科目名 【遠隔】物理化学C(化学結合論・分子分光学)
ぶつりかがく しー
Physical Chemistry C (Chemical bonding theory, molecular spectroscopy)
単位数 2 単位
ナンバリングコード
EN-PHCH-2
開放科目 非開放科目    
開講学期

後期

開講時間 火曜日 1, 2時限
授業形態

オンライン授業

* 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい

「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業
「ハイブリッド授業」・・・「対面授業」と「オンライン授業」を併用した授業
「オンデマンド授業」・・・動画コンテンツの配信等によって実施する授業

開講場所 Zoom による(カメラを通しての板書による講義)
但し、新型コロナ感染状況の改善の場合、対面に変更する可能性もあり得ます。
定期試験は対面により実施

担当教員 八尾 浩史(工学部分子素材工学科)

YAO, Hiroshi

SDGsの目標
連絡事項

* 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい

学修の目的と方法

授業の概要 物理化学は、マクロな世界における物質の構造や反応・性質を、ミクロな世界の原子・分子、特にその中の「電子」の立場から明らかする学問である。そのミクロな世界を説明する量子化学は、今日の化学結合論の礎を築き、様々な物質の反応性や機能性を理解するための基本原理を成している。本講義では、原子の構造を理解するための量子力学の基礎を復習し、分子の共有結合、2原子分子に関する分子軌道論、更にはπ電子系の分子軌道(ヒュッケル法)について述べる。また、光を用いて分子構造やその性質を調べる様々な手法(分光法)の基礎を、量子化学の立場から概説する。
学修の目的 ①「原子」及び「分子」の構造や化学結合を量子化学によって理解する事。特に分子構造を理解するための近似法としての「分子軌道法」の基礎を身につける。② 光と分子の相互作用を理解し、光によって分子や原子の性質(機能性)を調べるための種々の手法(分光法)を理解する事。特に、数式に惑わされることなく「物理化学的」な描像を捉えて理解する事。
学修の到達目標 様々な分子を構築している化学結合は、量子化学によって明快に説明される事を学び、化学は「電子」が支配する学問であると言うことを認識する。また、様々な分子と光との相互作用を利用して、その構造や機能性を明らかにする事ができる分光法の重要性・特徴を知る。
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標
 社会人としてふさわしい幅広い教養をもつ。化学の研究者・技術者として、基本的な専門知識を修得している。【知識・理解】
 自然現象を化学の観点から論理的に説明できる。科学技術や社会活動に関する問題を化学の観点から思考できる。【思考・判断】
 化学に関する技術や知識について、自主的かつ継続的に学習できる。【興味・関心】
 科学技術による社会への貢献や自然に与える影響について考えようとする姿勢を備えている。【態度】
 化学の問題に関する研究や開発を計画的に進め、まとめることができる。【技能・表現】

○ 全学の教育目標
感じる力
  •  感性
  •  共感
  • ○主体性
考える力
  •  幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  • ○論理的・批判的思考力
コミュニケーション力
  •  表現力(発表・討論・対話)
  •  リーダーシップ・フォロワーシップ
  •  実践外国語力
生きる力
  • ○問題発見解決力
  •  心身・健康に対する意識
  •  社会人としての態度・倫理観

○ JABEE 関連項目
成績評価方法と基準 演習点(25%)と定期試験(75%)により評価する。
授業の方法 講義

授業の特徴

PBL

特色ある教育

英語を用いた教育

授業改善の工夫 学生の授業評価アンケートの結果等を参考にして、適宜改善します。
教科書 基礎物理化学I [新訂版] −原子・分子の量子論−(山内淳 著、サイエンス社)
参考書 講義に関連するプリント配布も行います。
バーロー物理化学(下)第6版(大門寬ほか 訳、東京化学同人)
オフィスアワー 原則、毎週火曜日12:00~12:50:第2合同棟6階6605室
(随時対応もしますが、その時はメール等で事前に連絡されたし)
受講要件
予め履修が望ましい科目 物理化学A、物理化学B
発展科目 反応理論化学
その他 「演習点」とは、講義の最後に行われる演習に対する評価であり、出席だけでは、ほぼ配点はありません。

授業計画

MoodleのコースURL
キーワード 量子論、化学結合論、分子分光学
Key Word(s) Quantum Theory, Chemical Bonding, Molecular Spectroscopy
学修内容 1. 量子力学の基礎(復習)
2. 調和振動子・剛体回転子
3. 水素(類似)原子の量子力学・原子軌道
4. 軌道角運動量とスピン
5. 多電子原子の電子状態・電子配置
6. 水素分子と分子軌道法
7. 二原子分子の分子軌道:軌道間相互作用
8. 原子価結合法と混成軌道
9. ヒュッケル法:鎖状ポリエン
10. ヒュッケル法:環状ポリエン
11. 分子の対称性・光と遷移
12. 光と分子の相互作用
13. 分子のエネルギー構造とスペクトル:回転・振動遷移
14. 分子のエネルギー構造とスペクトル:電子遷移
15. 光励起に関連する諸過程・速度論 
                  等を講義する。
16. 定期試験
事前・事後学修の内容 学習内容の理解を深めるため、可能な限り毎回(講義の最後10分程度を用いて)、その日の講義に関しての簡単な演習を行います。この演習の成績(演習点)は最終的な成績評価に加味されます。復習のきっかけとして活用し、内容の理解に努めて下さい。
事前学修の時間:100分/回    事後学修の時間:140分/回

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