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| 開講年度 | 2019 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) : 3年次 工学部分子素材工学科 |
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| 選択・必修 | 選択必修 |
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| 授業科目名 | 反応理論化学 | |
| はんのうりろんかがく | ||
| Quantum Theory of Chemical Reaction | ||
| 単位数 | 2 単位 | |
| ナンバリングコード | EN-PHCH-3
※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 |
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
後期 |
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| 開講時間 |
木曜日 3, 4時限 |
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| 開講場所 | 工学部講義室 | |
| 担当教員 | 三谷 昌輝（工学部分子素材工学科） | |
| MITANI, Masaki | ||
| 授業の概要 | ヒュッケル近似による分子軌道計算について解説し、定性的な分子軌道の概念を学ぶ。軌道相互作用について解説し、軌道混合とエネルギー変化およびフロンティア軌道論の基礎を学ぶ。ハートリー・フォック近似による分子軌道計算について解説し、シュレーディンガー方程式の近似解法の基礎を学ぶ。ポテンシャルエネルギー面と振動解析について解説し、分子軌道計算の化学反応への応用の基礎を学ぶ。 |
|---|---|
| 学修の目的 | 分子軌道法について、ヒュッケル近似による解法およびハートリー・フォック近似による解法を理解する。分子軌道と化学反応の関係を理解する。分子軌道計算から得られる情報の基本的な概念および化学反応を解析する手法の基礎を理解する。 |
| 学修の到達目標 | ヒュッケル分子軌道計算を学ぶことにより、分子軌道・軌道位相・電子密度・結合次数・対称性の物理的意味を理解する。フロンティア軌道論を学ぶことにより、反応とフロンティア軌道（HOMOおよびLUMO）の関連を理解し反応性指数を計算できるようにする。ハートリー・フォック分子軌道計算を学ぶことりより、スレーター行列式・スピン軌道・空間軌道・スピン関数・基底関数・SCF計算の概念を理解する。ポテンシャルエネルギー面と振動解析を学ぶことにより、反応経路における安定構造（反応物および生成物）と遷移状態を特徴付ける概念を理解する。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | 出席（３０％）と定期試験（７０％）で計１００％により評価し、合計が６０％以上で合格。 |
| 授業の方法 | 講義 |
| 授業の特徴 | |
| 授業改善の工夫 | 授業アンケートの結果等をもとに、適宜、授業資料等を改善する。 |
| 教科書 | 授業資料を配布する。 |
| 参考書 | 三訂量子化学入門（上・下）、米沢貞次郎ら、化学同人。 |
| オフィスアワー | 毎週木曜日１２：００～１３：００および随時、第２合同棟６階６６０６室 |
| 受講要件 | 物理化学Ｃを履修済であること。 |
| 予め履修が望ましい科目 | |
| 発展科目 | |
| その他 |
| MoodleのコースURL |
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| キーワード | 分子軌道法、ヒュッケル近似、軌道相互作用、フロンティア軌道論、ハートリー・フォック近似、ポテンシャルエネルギー面、振動解析 |
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| Key Word(s) | Molecular Orbital Method, Huckel Approximation, Orbital Interaction, Frontier Orbital Theory, Hartree-Fock Approximtion, Potential Energy Surface, Frequency Analysis |
| 学修内容 | 第１回 ヒュッケル近似 第２回 直鎖状ポリエンの分子軌道 第３回 環状ポリエンの分子軌道 第４回 ウッドワード・ホフマン則 第５回 軌道相互作用の原理 第６回 軌道相互作用と対称性 第７回 フロンティア軌道と反応性指数 第８回 スレーター行列式とハートリー・フォック近似 第９回 ハートリー・フォック方程式 第１０回 基底関数展開とSCF計算 第１１回 ポテンシャルエネルギー面と反応経路 第１２回 エネルギー勾配法 第１３回 平衡構造、遷移状態、反応座標 第１４回 調和振動子と振動解析 第１５回 振動モードと基準座標 第１６回 定期試験 |
| 事前・事後学修の内容 | 授業ノートおよび配布資料や参考図書を参照し、具体例を基にして授業内容の物理的意味を理解する。 |