結晶学

Crystallography

専門教育科目／教職課程科目

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理学部

2年

HSSBM2MCA1

2.0単位

講義 (Lecture)

2025年度後期

(Fall semester)

小澤 芳樹

理学部

日本語

目標9

講義後・講義室

ozawa@sci.u-hyogo.ac.jp

2◎／1〇／3〇

ー

1-1◎／1-2〇／4-2〇

目標１:磨き続ける力

【講義⽬標】
物質科学（マテリアルサイエンス）および⽣命科学（ライフサイエンス）を学ぶ上で、対象とする様々物質の構造を⽴体的に把握するための構造解析⼿法の基礎となる結晶学を理解することは重要である。
本講義では、結晶学における、対称性、空間群、X線回折などの基礎について説明でき、さらにX線構造解析と結晶化学への応用が可能になることを⽬的とする。
さらに、結晶学の対称性、点群を応⽤した、結晶場理論、分光学の基礎についても論究する。

【到達⽬標】
結晶における対称性、点群についてその概念を把握し、対称操作、対称要素の種類、点群の表記法を修得し、化合物分⼦の対称性、点群を分類し判別できる。
空間群の表記法、結晶内での原⼦の座標の表記法、ステレオ図を用いて等価点を表現し、結晶単位胞中での原⼦の位置および、対称操作による移動について表記できる。
結晶中の電⼦とX線の相互作⽤について説明することにより、回折X線の基礎理論を述べることができる。

【キーワード】 結晶、アモルファス、点群、空間群、X線回折、ブラベー格⼦、ブラッグの回折条件、ラウエ関数、フーリエ合成、結晶化学

【講義内容】
 結晶中での原⼦配列の三次元周期構造と対称性に着⽬して、単位格⼦とその構造を理解する。次いで、点群、晶系、空間群、結晶のX線回折現象について講述する。
 結晶構造解析⼿法を⽤いて明らかになった様々な結晶構造を通じて結晶化学の考え⽅に基づいて、化合物の構造評価について講述する。
     
【授業計画】
第１回 結晶とは何か
第２回 対称の要素
第３回 結晶の点群（回転と鏡映）
第４回 結晶の点群（回反と回映）
第５回 晶系と空間格⼦
第６回 らせん軸と映進⾯
第７回 空間群
第８回 電⼦とX線の相互作⽤
第９回 結晶によるX線回折現象
第１０回 ブラッグの回折条件
第１１回 ブーリエ合成と電⼦密度分布
第１２回 単結晶X線構造解析
第１３回 結晶化学（1）
第１４回 結晶化学（2）
第１５回 まとめ

【⽣成系AIの使⽤について】
⽣成 AI の利⽤について制限を設けない

⼤橋裕⼆ 著「単結晶X線構造解析」(裳華房)

宮前博 著「結晶化学への招待 結晶とX線」(三共出版)
⼤橋裕⼆ 著「結晶化学 基礎から最先端まで」(裳華房)
図書館に所蔵されている結晶学、固体化学、固体物理学に関する書籍を参考にすると良い。

【予習】授業に際して指⽰するスライド教材を⾒ながら、教科書の指定されたの部分を事前読 み込み、動画教材の視聴（30 h）
【復習】レポート作成（6 回、18 h）、講義内容の理解を深め定着させるため 教科書の読み直し（12 h）

採用しない

【成績評価の基準】対称性、点群、結晶系などの結晶学の基礎的な事項を理解し、実際の分⼦構造、結晶構造の点群や対称性を把握することができる者については、講義⽬的・到達⽬標に記載する能⼒(知識・技能、思考⼒、判断⼒、表現⼒等)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）による成績評価の上、単位を付与する。

【成績評価の⽅法】講義中に出題する課題レポート 20％、定期試験 80%（2月上旬実施）を基準として、、受講態度(授業中あるいは講義後の積極的な質問)を含めて総合的に評価する。

授業の復習にあたを講義中に出題した⼩テスト／課題レポートについては、次回の講義時にその解答を説明する。
定期試験は、全体的な講評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。

基礎物理学IおよびII、無機化学IおよびII、物理化学Iなどを履修しておくことが望ましい。

該当しない