化学概論第一(クラス5)

Google Classroom クラスコード:hcfy6q5b

物質の構造やエネルギーを対象とする化学の基本的概念や原理を学ぶ。主題として、
1. 物質を構成する原子や分子の構造と電子配置について修得する
2. 化学結合の基礎を学び、物質や材料の成り立ちについて修得する
この2つを到達目標及びテーマとする。

量子論に基づいた原子構造や分子軌道法による化学結合の考えは、半導体の電子構造とバンド理論につながる基礎概念である。半導体材料や電子回路設計を扱う工学分野においても十分に理解しておくべき内容である。

高校「化学基礎」「化学」「物理基礎」「物理」

高校「化学基礎」「化学」「物理基礎」「物理」

[教科書]「理工系学生のための化学基礎」 野村浩康・川泉文男 共編 学術図書出版

理数基礎科目である「化学概論第一」は専門を学ぶための基礎であると同時に、化学の基礎となる概念や理論を学習し、自然を理解するための最も基本的な考え方を学ぶものである。この学習を通して理工系の基礎的な能力を養い、学ぶ力を身につけることが望まれる。

授業予定(各項目の順番や時間配分の変更をする場合がある)
第1回:化学概論第一の講義内容と高校化学からの接続の説明
第2回:現代社会の問題や技術革新に化学が果たす役割
第3回:原子の構造 ― エネルギー量子と原子スペクトル
第4回:原子の構造 ― ボーアの水素原子モデル
第5回:原子の構造 ― パウリの排他律とフント則
第6回:原子の構造 ― 電子の波動性
第7回:原子の構造 ― シュレディンガー方程式
第8回:原子の構造 ― 電子配置と元素の周期律
第9回:原子の構造 ― 特性X線と元素の発見
第10回:化学結合 ― イオン化エネルギーと化学結合の種類
第11回:化学結合 ― 共有結合と分子軌道法の初歩
第12回:化学結合 ― 共有結合の方向性と混成軌道
第13回:化学結合 ― 分子の分極
第14回:化学結合 ― 物質のなりたち
第15回:化学概論第一のまとめ
期末試験(統一試験を兼ねる)

この授業に限らないが、授業理解のためには自分で問題を解くことが必須である。そのため、講義以外に演習および宿題を課す。授業中にも演習を行うこともあるので予習・復習は欠かかさないこと。

(予習・復習等) 授業の予習として教科書を読み, 復習として教科書の例題や演習問題や別途出題される演習問題を解き進めること。
疑問点を明確にしておき、授業時に質問すること。
担当教員から紹介された参考書・配布資料を読み進めて理解の助けとすること。

(a) 評価方法:小テストやレポート、期末試験の結果をもとに評価する。
最終成績評価=(小テスト/レポート) : (期末試験の成績)=おおむね3:7である。
(b) 評価基準:
(1) 化学の基礎として、物理量の単位系を理解し換算できる。
(2) 量子論の基礎に基づいた原子の構造や電子の軌道についての基本的問題を適切に解答できる。
(3) 化学結合の原理と分子についての基本的問題を適切に解答できる。

木曜5時限を予定。この時間に都合が付かない場合には、メールによりアポイントメントを取ること。

現代では一つの技術の発展には様々な分野が関わり合っている。そこでは化学の寄与も重要である。例えば電気電子系、機械系ならば、新しい電子機器や装置を開発するために物質や材料に関する正しい知識を持つことが必要である。またエネルギー工学の分野では熱力学の知識は欠かせない。ほかにも環境、食糧、医療など我々が直面する諸問題において化学の果たすべき役割は大きい。これからの人間社会をより豊かで安全なものにするためにも学生諸君(化学以外の分野に進むとしても)一人一人が化学の知識を備えておくことは大切である。将来各自の分野を通してエネルギーや環境などの問題の解決に何らかの形で関与することがあるかもしれない。そのような局面におかれても正しい考え方ができるよう化学の基礎を身につけておいていただきたい。

Google Classroomを補助的に使用予定です。
クラスコード:hcfy6q5b

2年次以上の再履修については、1~12クラスのどれかで履修してください(前年度と異なる履修クラスでもよいです)。