物理化学Ⅱ

Physical Chemistry Ⅱ

専門教育科目

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工学部

3年

HETBK3MCA1

2.00単位

講義 (Lecture)

2024年度前期

(Spring semester)

神田 一浩

高度産業科学技術研究所

日本語

目標4／目標9／目標12

高度産業科学技術研究所・N203室

kanda@lasti.u-hyogo.ac.jp

3◎／4〇

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【講義目的】材料工学を学ぶ上で、原子・分子レベルでの構造は様々な材料物性・特性の根幹を成しており、その理解は必須である。物理化学ではもちろんのこと、材料科学、有機化学、薬学などでも、各種構造物の構造式だけではなく、分子の３次元的構造の論議が不可欠である。分子の３次元的構造を決定する原理の要点と実験的に定める道筋を示して理解させることを目的とし、構造化学と分子分光学を実際に利用できる学力を習得させる。
【到達目標】１）量子化学の基礎理論について説明できるようにすること、２）各波長領域の分子分光学の原理を理解し、必要な構造解析を自力で行えるようになること、の２つを目標とする。

サブタイトル：材料科学に必須である構造化学を量子化学と分子分光学を通して理解する
キーワード：量子化学、分子分光学、群論、構造化学

【講義内容】教科書に用いる「現代物理化学（寺嶋, 馬場, 松本著：化学同人）」の＜第Ⅱ部　分子の構造と分光学＞の構成に沿って講義を実施する。大まかには、前半に量子化学、後半に分子分光学を取り扱い、分子の構造を決める原則と分光学を用いて構造の推定方法について詳述する。
【授業計画】
１．量子論の基礎（１）
２．量子論の基礎（２）
３．量子モデル（１）
４．量子モデル（２）
５．原子の電子構造（１）
６．原子の電子構造（２）
７．化学結合と分子軌道法
８．混成軌道とπ結合
９．中間試験
１０．光の性質
１１．光と物質の相互作用
１２．分子の構造と対称性
１３．分子のエネルギー構造とスペクトル（１）
１４．分子のエネルギー構造とスペクトル（２）
１５．電子スピンと核スピン

生成系AIの利用：
生成系AIの利用については教員の指示に従うこと。生成系AIによる出力結果をそのまま課題レポートとして提出してはいけない。生成系AIによる出力をそのまま提出したことが判明した場合は単位を認定しない、または認定を取り消すことがある。

現代物理化学（寺嶋, 馬場, 松本著：化学同人）

アトキンス 物理化学　 第10版 （株式会社東京化学同人）
群論の化学への応用　 F.Albert Cotton (著), 中原 勝儼 (翻訳)　(丸善)
赤外線吸収とラマン効果　水島 三一郎・島内 武彦共著　 (共立全書) 

【予習】授業に際して指示する教科書・オンデマンド教材の部分を事前読み込み（15回、30ｈ）
【復習】講義内容の理解を深め定着させるためにテキスト・オンデマンド教材を読み直し（15回、15ｈ）、課題提出（15回、15ｈ）

特になし

【成績評価の基準】構造化学の基礎を理解し、基本的な分光スペクトルを読み取れる者については、講義目的・到達目標に記載する能力（量子化学・分子分光学・構造化学）の到達度に基づき、S（90点以上）, Ａ（80 点以上）, B（70 点以上）, C（60 点以上）による成績評価のうえ、単位を付与する。
【成績評価の方法】
中間試験を実施する予定である。中間試験５０％、期末試験５０％を基準とするが、講義中の優れた発言、秀でた課題解答に対してボーナス点を与えることがある。

毎回、課題を課し、次の講義内で解説する。優れた内容のものを講義の中で紹介しながら講評する。
中間試験は、次の講義内で解説し、全体的な講評を与える。
期末試験は、全体的な講評や模範解答をユニバーサルパスポートのクラスプロファイル機能を使って示す。

・本講義は材料コース内の物理化学系講義の体系中のひとつの要素となるも のであり、教科書である「現代物理化学」を使用して、教科書内容を講義分担するものとする。 教科書として「現代物理化学」を購入しておく事。本講義では「物理化学Ⅰ」の履修を前提に講義を行う。
・教科書を用いて十分な事前学習を行うこと。また、講義中に行う設問に積極的に参加するこ と。課される課題に必ず取り組み、次回の講義で与えられる説明を聞いて十分に理解すること。

該当しない