化学概論第一(クラス2)

http://ttf.pc.uec.ac.jp/www.page/Ishida.html

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。

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」(第7版) 野村・川泉共編 学術図書出版
この中で特に、第2章 2.3 、第3章、第4章(試験範囲)
参考書:「FRESHMAN 化学」 浅野・上野・大賀共著 学術図書出版
この参考書は教科書の理解を補えるよう比較的易しく記述してある。
私の授業では『過去問』を通常 web にアップしてある。これを先に見ておくと、授業の目指す水準が掴みやすいのだが、この科目は全クラス統一試験と聞くのでその手が使えない。2015年以前に本講義を担当したときの宿題等資料、および、2010年以前に担当していたときの過去問類は参考にして良い。

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。
令和2年度までの内容とは変更がありますので、再履の場合にご注意下さい。この変更はどのクラスも同じです。

(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)=30:70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を理解している。
(3) 化学結合の原理と分子の基本構造を理解している。

授業の前後に教員をつかまえるのがよい(オフィスアワーは金曜 10:40前、もしくは金曜12:10以降の前後30分)。
質問等は授業中にするのがベストだが、電子メールでも受け付ける。

1年次用の本授業は対面式に行います。なるべく早く大学の日常を取り戻す努力をします。不便なところ困ったところ辛いところがあるのは事実ですが、これを乗り越えることにより、いろいろな経験もできて、人間として一段と強くなるのではないでしょうか。

近年、量子化学にもとづいた理論計算が発達し、様々な分野で利用されるようになった。理論計算によってコンピュータ上での計算のみで物質の性質や化学反応を予想し、再現することも可能になってきている。授業で扱う原子軌道や波動関数の考え方は理論計算の基本となるもので、物質の構造や性質を理解して、材料設計製造する上でも欠かせないものである。なお、理論計算の具体的な応用例として基礎科学実験Bで実習を行う。