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講義概要/Course Information
2024/05/27 現在

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12)
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
2022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
開講類・専攻
/Cluster/Department
情報理工学域
担当教員名
/Lecturer(s)
桑原 大介
居室
/Office
E6-109
公開E-mail
/e-mail
kuwahara@uec.ac.jp
授業関連Webページ
/Course website
www.cia.uec.ac.jp
更新日
/Last update
2022/03/24 16:22:36 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)
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の構造と電子配置について修得する
2.化学結合の基礎を学び、物質や材料の成り立ちについて修得する
この2つ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(1,000文字以内)
/Prerequisites(up to 1,000 letters)
高校「化学基礎」「化学」「物理基礎」「物理」
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)
高校「化学基礎」「化学」「物理基礎」「物理」
教科書等(1,000文字以内)
/Course textbooks and materials(up to 1,000 letters)
【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。
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)
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:原子の構造 ― エネルギー量子と原子スペクトル
第4回:原子の構造 ― ボーアの水素原子モデル
第5回:原子の構造 ― パウリの排他律とフント則
第6回:原子の構造 ― 電子の波動性
第7回:原子の構造 ― シュレディンガー方程式
第8回:原子の構造 ― 電子配置と元素の周期律

第9回:原子の構造 ― 特性X線と元素の発見
第10回:化学結合 ― イオン化エネルギーと化学結合の種類
第11回:化学結合 ― 共有結合と分子軌道法の初歩
第12回:化学結合 ― 共有結合の方向性と混成軌道
第13回:化学結合 ― 分子の分極
第14回:化学結合 ― 物質のなりたち
第15回:化学概論第一のまとめ
期末試験(統一試験を兼ねる)

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
核磁気共鳴装置を使用した教育・研究を行ってきた経験に基づき、核や電子のもつスピン角運動量という性質を、わかりやすく説明する。また分子起動法を使用した現代的な量子化学計算のアプリケーションを紹介する。
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・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こと。
疑問点を明確にしておき、授業時に質問すること。
担当教員から紹介された参考書・配布資料を読み進めて理解の助けとすること。
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)
(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) 量子論の基礎に基づいた原子の構造や電子の軌道についてを理解している。
(3) 化学結合の原理と分子の基本構造を理解している。

オフィスアワー:
授業相談(1,000文字以内)
/Office hours(up to 1,000 letters)
金曜5時限
学生へのメッセージ(1,000文字以内)
/Message for students(up to 1,000 letters)
現代では一つの技術の発展には様々な分野が関わり合っている。そこでは「化学」を通した目で見ることも重要である。例えば、電気電子・機械系分野では、新しい電子機器や装置を開発するための物質や材料に関する正しい知識を持つことが必要である。エネルギー工学の分野では、熱力学の知識は欠かせない。他にも環境・食糧・医療など我々が直面する諸問題において、化学の果たすべき役割は大きい。これからの人間社会をより豊かで安心安全なものにするためには学生諸君(化学以外の分野に進むとしても)一人一人が化学の知識を備えておくことは大切である。将来各自の分野を通してエネルギーや環境などの問題の解決に何らかの形で関与することがあるかもしれない。化学の知識や考え方ができるような基礎を身につけておくことは、必ずや将来の「財産」になる。
その他
/Others
google classroom:コード tqcodg6
キーワード
/Keywords
プランク定数・ラザフォードモデル・リュードベリ定数・ボーアの振動数条件・量子条件・ボーア半径・量子数・パウリの排他律・フント則・ドブロイ波・不確定性原理・波動方程式・周期律・構成原理・遮蔽効果・特性X線・モーズリーの法則・イオン化エネルギー・電子親和力・共有電子対・分子軌道法・LCAO-MO・結合性軌道・反結合性軌道・π軌道・混成軌道・非共有電子対・電気陰性度・極性分子・双極子モーメント・配位結合・水素結合・金属結合・自由電子・半導体