シラバス参照

講義概要/Course Information
2024/06/20 現在

科目基礎情報/General Information
授業科目名
/Course title (Japanese)
材料化学
英文授業科目名
/Course title (English)
Materials Chemistry
科目番号
/Code
CHM201z
開講年度
/Academic year
2022年度 開講年次
/Year offered
1/2/3/4
開講学期
/Semester(s) offered
後学期 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
総合文化科目
開講類・専攻
/Cluster/Department
情報理工学域
担当教員名
/Lecturer(s)
小林 義男
居室
/Office
東6号館 901室
公開E-mail
/e-mail
yoshio.kobayashi [at] uec.ac.jp
授業関連Webページ
/Course website
https://sites.google.com/view/uec-kobayashilab/
更新日
/Last update
2022/10/12 15:14:47 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(2,000文字以内)
/Themes and goals(up to 2,000 letters)
私たちが普段使っているモノはすべて「ある物質」の特有の性質を利用しています。その「物質・材料」の機能や特徴を知ることは重要で、その応用や利用の観点から「物質・材料」をみるのが「材料化学」(物質科学ともいう)という学問です。これまで得た物理や化学の知識に、量子論的知識を加味することで、論理的に物質・材料の機能性を理解し修得します。
 本講義では、材料を構成する物質の構造の成り立ちや構造と性質の関係など、身の回りの物質・材料を科学的に理解することを到達目標とします。主要な材料の構造と機能(力学的、熱的、磁気的、光学的)・製法・用途について学習し、有用な材料を安全に利用しかつ新しい材料開発へ展開するための基礎知識を学びます。
前もって履修
しておくべき科目(1,000文字以内)
/Prerequisites(up to 1,000 letters)
化学概論第一・物理学概論第一
前もって履修しておくこ
とが望ましい科目(1,000文字以内)
/Recommended prerequisites and preparation(up to 1,000 letters)
化学概論第一・物理学概論第一
教科書等(1,000文字以内)
/Course textbooks and materials(up to 1,000 letters)
教科書: 特に設けない
参考書:「物性科学」坂田 亮 著 裳華房/「化学:物質と材料の基礎」井上祥平 著 化学同人
などを参考に進めます。これらは、全体の概観の把握に適しているが、各論の詳細が不足しているので、授業で詳細を補ってください。しっかり「ノート」を取ることが何より重要です。
授業内容と
その進め方(2,000文字以内)
/Course outline and weekly schedule(up to 2,000 letters)
本講義は、「対面」で行なう予定です。(2022.09.30現在)
講義で用いた資料は、以下のG classroomに掲載する予定です。

*** 2022 後期(講義資料 掲載)*******
  classroomのクラスコード
     
       xaysac7
***********************


無機材料とエネルギー資源を中心とした物質科学と、機能性有機材料を中心に講義をします。
各トピックスに応じた内容の教材を補って諸君の理解の助けとしたい。
(ただし、進行状況により変更あり)

1.材料化学ガイダンス
2.無機化合物の構造と物性:物質の性質と電子の関わり
3.無機化合物の構造と物性:金属イオンを有する化合物の色と光の吸収
4.無機化合物の構造と物性:金属イオンを有する化合物の磁気的性質
5.無機化合物の構造と物性:電気伝導性と超伝導材料
6.無機化合物の構造と物性:半導体の電気的特性
7.無機化合物の構造と物性:太陽電池とセンサー材料
8.無機化合物の構造と物性:光(電磁波)の計測技術
9.エネルギー資源:電気エネルギーと核エネルギー
10.エネルギー資源:原子核と自然放射能
11.有機化合物概観:炭素化合物の無限性と多様性、炭素の混成軌道と分子の形
12.有機化合物の構造と物性:有機材料の色と光の吸収
13.有機化合物の構造と物性:ポリエチレンとダイヤモンドの機械的強度と熱伝導度
14.有機化合物の構造と物性:ベンゼン、黒鉛、有機化合物の電気伝導性
15.有機化合物の構造と物性:ポリアセチレンの半導体性
(最後). 定期試験
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
研究員(理化学研究所、放射化学・応用原子核物理・加速器科学)
授業時間外の学習
(予習・復習等)(1,000文字以内)
/Preparation and review outside class(up to 1,000 letters)
【予習】特に決まった教科書は設けませんが、参考書に挙げた「物質の機能から見た化学入門」や「化学:物質と材料の基礎」を通読する事を勧めます。
【復習】講義内容に相当する所および周辺を読みなおしなさい。講義で行なった数値計算はもう一度自分で行ない、電子配置や構造式なども自分の手で書いてみる事。
成績評価方法
および評価基準
(最低達成基準を含む)
(1,000文字以内)
/Evaluation and grading
(up to 1,000 letters)
(a) 評価方法:成績は「期末試験」と「レポート」で評価します。
 最終成績評価=「レポート」30%+「期末試験の評価点」70%
  なお、出席回数が少なすぎる場合は不可となる場合もあります。
(b) 評価基準:
(1) 原子・分子、電子配置、化学結合の基礎が説明できること。
(2) 原子軌道、各原子の電子配置、化学結合の特徴、電子スピンを基に、導電性材料、磁性材料、光機能材料、金属材料、セラミックス、半導体材料の基本物性を化学の視点から説明できること。
(3) 各種材料の機能とその原理を理解していること。各種エネルギーの原理を化学的に説明できること。
オフィスアワー:
授業相談(1,000文字以内)
/Office hours(up to 1,000 letters)
小林:東6−901室
 随時。念のため訪問日時をメールで相談して下さい。
学生へのメッセージ(1,000文字以内)
/Message for students(up to 1,000 letters)
我々は文明の利器に囲まれて生活しているが、そのほとんどはブラックボックス化となり、動作原理も知らずにいることが多いです。理工系の学生として、使用されている物質や材料の特性を理解して、その有用性と欠点を知っておくことは必須です。電気電子系、機械系などの学生にとっても、材料に関する正しい知識(特に化学的理解)を持つことは新しい電子機器や装置を開発するには不可欠です。
その他
/Others
新聞やTV、メディアなどで発表される最新科学関連ニュースには必ず目を通しましょう。社会に出た時にみなさんは「理工系」を学んだ者として認知されます。「自分ニハ関係ナイ」と感じる事象や物質でも、将来学んだ知識や考え方が役立つ時は「必ず」訪れます。
キーワード
/Keywords
化学、機能性物質、遷移金属、d電子、有機材料、π電子、セラミックス、半導体、超伝導、磁性、高分子材料、エネルギー変換、光の吸収と色