シラバス参照
|
シラバス参照
|
| 講義概要/Course Information |
| 科目基礎情報/General Information |
| 授業科目名 /Course title (Japanese) |
化学反応特論 | ||
|---|---|---|---|
| 英文授業科目名 /Course title (English) |
Theory of rate processes | ||
| 科目番号 /Code |
|||
| 開講年度 /Academic year |
2020年度 | 開講年次 /Year offered |
全学年 |
| 開講学期 /Semester(s) offered |
前学期 | 開講コース・課程 /Faculty offering the course |
博士前期課程、博士後期課程 |
| 授業の方法 /Teaching method |
講義 | 単位数 /Credits |
2 |
| 科目区分 /Category |
大学院専門教育科目 - 専門科目Ⅱ | ||
| 開講学科・専攻 /Cluster/Department |
基盤理工学専攻 | ||
| 担当教員名 /Lecturer(s) |
○高井 淳朗 | ||
| 居室 /Office |
|||
| 公開E-Mail |
TAKAI.Atsuro@nims.go.jp | ||
| 授業関連Webページ /Course website |
特になし | ||
| 更新日 /Last updated |
2020/03/11 14:13:05 | 更新状況 /Update status |
公開中 /now open to public |
| 講義情報/Course Description |
| 主題および 達成目標 /Topic and goals |
【主題】化学反応の速度や熱力学的パラメータの解析は、反応メカニズムの詳細を知るための基礎的見地からも、安全かつ効率的な反応システムを設計するための実務的見地からも、非常に重要である。素反応の速度論については、学部の物理化学（熱力学）の授業で一度習っている人も多いかと思うが、本講義ではその内容を再確認するとともに、さらに掘り下げて理解を深める。また、そのような化学反応の動力学に関する理論を、実験的にどのように確かめて、実験データと結び付けるか、実例を交えながら学ぶ。要所々々で、関連する最先端の研究トピックスについても紹介する。 【目標】講義と演習を通じて、化学反応論の体系的理解と、それに基づく実験の解析および設計を行う素養を身に付ける。 It is of great importance to study kinetics and thermodynamics of chemical reactions, both from the fundamental and the practical points of view. Many of you may have learned the basic thermodynamics of elementary reactions in undergraduate classes; in this course, you will be able to reconfirm these contents and learn deeper. You will also learn how to verify the theory of reaction dynamics experimentally and link it to experimental data. The latest research topics related to reaction dynamics will also be introduced during this course. The main goal of this course is to gain a systematic understanding of chemical reaction theory and the ability to analyze and design experiments based on it. |
|---|---|
| 前もって履修 しておくべき科目 /Prerequisites |
特になし（None） |
| 前もって履修しておくこ とが望ましい科目 /Recommended prerequisites and preparation |
学部での物理化学（熱力学）の授業を履修しておくことが望ましい。 Students taking this course may have completed physical chemistry (thermodynamics) classes at the undergraduate level. |
| 教科書等 /Course textbooks and materials |
参考書（Reference）：”Modern Liquid Phase Kinetics”, B. G. Cox, Oxford Chemistry Primers, 1994 |
| 授業内容と その進め方 /Course outline and weekly schedule |
(a) 授業内容：以下の項目を集中講義形式で学んでいく（理解度や時間に応じて、順番は変更する可能性あり）。 1. 反応速度論１：概要と基本事項の説明 2. 反応速度論２：素反応と化学平衡 3. 反応速度論３：0次、1次、擬1次、2次反応速度 4. 反応速度論４：その他の化学反応速度 5. 遷移状態理論１：遷移状態理論の成り立ちと基本事項の説明 6. 遷移状態理論２：反応座標とポテンシャルエネルギー面 7. 遷移状態理論３：Arrhenius式、Eyling式 8. 遷移状態理論４：電子移動反応（Marcus式） 9. 反応速度解析に使われる実験的手法 10. 分光法の基礎 11. 分光法を用いた反応速度解析、研究の最前線 12. 光物理・光化学過程の基礎 13. 光反応の反応速度解析、研究の最前線 14. 反応の溶媒効果、同位体効果 15. 理解度確認テスト＆レポート (b) 授業の進め方 本授業では、実験データを交えた化学反応論の体系的な理解を主眼に置いていることから、講義だけではなく演習も取り入れる。また、授業の最後に理解度確認テスト・レポートを課す。レポート用紙（様式自由）および関数電卓を持参すること。 (c) 授業時間外の学習（予習・復習等） 高校数学で習う程度の基本的な微分・積分の知識は、復習しておくこと。 (a) The contents of this course (intensive course) are as follows (the order of contents might be changed): 1. Reaction Kinetics -1-: Basics 2. Reaction Kinetics -2-: Elementary Reactions and Chemical Equilibrium 3. Reaction Kinetics -3-: 0-, 1st-, Pseudo-1st-, 2nd-Order Kinetics 4. Reaction Kinetics -4-: Other Reaction Kinetics 5. Transition State Theory -1-: Basics 6. Transition State Theory -2-: Reaction Coordinate and Potential Energy Surface 7. Transition State Theory -3-: Arrhenius Equation, Eyling Equation 8. Transition State Theory -4-: Electron-Transfer Reaction (Marcus Theory) 9. Experimental Methods for Reaction Kinetics 10. Basics of Spectroscopies 11. Kinetic Analyses Using Various Spectroscopies 12. Basics of Photophysical and Photochemical Processes 13. Kinetic Analyses of Photochemical Reactions 14. Solvent Effect and Kinetic Isotope Effect 15. Mini-Examination and Report (b) This course focuses on a systematic understanding of chemical reaction theory with experimental data; thus it includes not only lectures but also practicums. At the end of the class, you are required to take a mini-examination and submit a report. Bring paper and a scientific calculator. (c) You should review the basic knowledge of differential and integral calculus that you learn in high school mathematics. |
| 実務経験を活かした 授業内容 (実務経験内容も含む) /Course content utilizing practical experience |
|
| 授業時間外の学習 （予習・復習等） /Preparation and review outside class |
高校数学で習う程度の基本的な微分・積分の知識は、復習しておくこと。 |
| 成績評価方法 および評価基準 （最低達成基準を含む） /Evaluation and grading |
授業中に行う演習（30%）・理解度確認テスト＆レポート（70%）の結果をもとに評価する。 The evaluation is based on the results of practicums (30%), a mini-examination and report (70%) in the class. |
| オフィスアワー： 授業相談 /Office hours |
各講義日の最後の講義が終わった後、１時間程度は対応する。それ以外の場合、随時E-mailで質問等を受け付ける。 Please feel free to ask questions just after the class or via e-mail. |
| 学生へのメッセージ /Message for students |
化学反応論というと、少し取っ付きにくい印象をもつ学生もいるかと思いますが、基本事項から受講者の理解度を確認しながら進めます。分子科学に携わる大学院生が押さえておくべき重要な知識や考え方を学びたい人を、広く歓迎します。 In this class, you can learn reaction kinetics, intensively but step-by-step. Take this opportunity to learn important knowledges and ideas that graduate students involved in molecular science should have. |
| その他 /Others |
特になし（None） |
| キーワード /Keyword(s) |
反応速度論、化学平衡、遷移状態理論、分光法、光ダイナミクス、溶媒効果、同位体効果 Reaction Kinetics, Chemical Equilibrium, Transition State Theory, Spectroscopy, Photodynamics, Solvent Effect, Kinetic Isotope Effect |