シラバス参照
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シラバス参照
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| 講義概要/Course Information |
| 科目基礎情報/General Information |
| 授業科目名 /Course title (Japanese) |
化学概論第一（クラス３） | ||
|---|---|---|---|
| 英文授業科目名 /Course title (English) |
Principles of Chemistry Ⅰ | ||
| 科目番号 /Code |
CHM102z | ||
| 開講年度 /Academic year |
2020年度 | 開講年次 /Year offered |
1/2/3/4 |
| 開講学期 /Semester(s) offered |
前学期 | 開講コース・課程 /Faculty offering the course |
情報理工学域 |
| 授業の方法 /Teaching method |
講義 | 単位数 /Credits |
2 |
| 科目区分 /Category |
専門科目 | ||
| 開講学科・専攻 /Cluster/Department |
情報理工学域 | ||
| 担当教員名 /Lecturer(s) |
山北 佳宏 | ||
| 居室 /Office |
東1-113号室 | ||
| 公開E-Mail |
yamakita 123 uec ac jp [123を@にしてください] | ||
| 授業関連Webページ /Course website |
qpcrbk.es.uec.ac.jp | ||
| 更新日 /Last updated |
2020/03/06 13:24:25 | 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 |
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を理解するために、原子の構造や化学結合の基礎を修得する。 ２．熱とエネルギー、仕事の関係を理解するために、化学熱力学の基礎を修得する。 ３．環境・エネルギー問題を理解するために、電気化学や放射性同位体の利用について修得する。 以上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。 |
|---|---|
| 前もって履修 しておくべき科目 /Prerequisites |
なし |
| 前もって履修しておくこ とが望ましい科目 /Recommended prerequisites and preparation |
なし |
| 教科書等 /Course textbooks and materials |
【教科書】「理工系学生のための化学基礎」（第7版） 野村浩康・川泉文男 共編 学術図書出版 【参考書】「FRESHMAN 化学」（第2版）浅野努・上野正勝・大賀恭 共著 学術図書出版 上記教科書の理解を補えるよう比較的易しく記述してある。 「量子化学」大野公一著 裳華房 「化学熱力学」原田義也著 裳華房 これらには厳密な記述がされているので深く学ぶ入り口になる。 |
| 授業内容と その進め方 /Course outline and weekly schedule |
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：原子スペクトルとエネルギー量子 第4回：電子の波動性と原子軌道 第5回：原子の電子配置と元素の周期性 第6回：有機化合物の化学結合と構造 第7回：共有結合と分子軌道法 第8回：無機物質を構成する遷移元素の化学結合 第9回：半導体の電子状態とその利用 第10回：熱力学における内部エネルギーと熱容量の関係 第11回：化学反応とエンタルピー 第12回：化学反応の進行方向とギブスの自由エネルギー 第13回：酸化還元反応とネルンストの関係式 第14回：次世代のエネルギー源としての太陽電池や燃料電池の仕組み 第15回：原子核の安定性と核エネルギー 期末試験 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。 |
| 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 |
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| 授業時間外の学習 （予習・復習等） /Preparation and review outside class |
（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。疑問点を明確にしておき、授業時に質問する。 担当教員から紹介された参考書を読み進めて理解の助けとする。 |
| 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 |
（最低達成基準を含む） (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、原子の構造、化学結合の原理とそれらにもとづいた分子の構造を理解している。 (3) 熱・仕事・エネルギーの関係、化学反応とエンタルピー、熱の移動と仕事の関係、エントロピーの概念など化学熱力学の基礎を理解している。 (4) 現在および将来のエネルギー源に対する関心を高め、太陽電池・燃料電池・核エネルギーについての基礎知識を理解していること。 |
| オフィスアワー： 授業相談 /Office hours |
水曜2限。この時間に都合が付かない場合でも，質問等にはできる限り相談に応じますので、気軽に訪ねてください。 |
| 学生へのメッセージ /Message for students |
レーザーやスーパーコンピューターなどの機器，環境負荷の低減や省エネルギーなどに対する環境技術，そして生物の中で起こっている化学反応にも，原子や分子の個性が関係しています。物質の多様な個性を共通の原理で見ることができるところが，化学の最大の魅力のひとつです。」 ミクロに見た原子分子の世界は量子論という物理法則に従っている一方で，目に見えるマクロな物質としてはエネルギーの力学（熱力学）が関わっています。これらの法則を理解することにより，物質の関わる問題に広くアプローチできる知識を習得して頂きたい。 |
| その他 /Others |
ギリシャ時代から発展してきた化学は、物質観や哲学に大きな影響を与えてきました。現代でも生命の理解や情報技術は社会に変革をもたらしています。今後も地球上のエネルギー枯渇や環境問題，難病の克服などの諸問題に対して，具体的解決策を与えてゆくと考えられます。 |
| キーワード /Keyword(s) |
エネルギー量子、原子スペクトル、ボーアの原子モデル、原子軌道、電子配置、共有結合、分子軌道法、分子構造、電気陰性度、熱力学第一法則、熱力学第二法則、エンタルピー、熱容量、エントロピー、自由エネルギー、化学平衡、ネルンストの式、起電力、化学電池、燃料電池、太陽電池、半導体、バンドギャップ、原子核、放射性同位元素、核壊変、半減期、壊変定数 |