| 授業のねらい |
| 化学結合無くして分子は存在しない。化学反応は、原子間の化学結合の組み替えに他ならない。このように身近な概念であるにも関わらず、「化学結合」が何であるかと言う事は、それほど明確なものではない。本講では、「化学結合」の様々な側面を量子化学的視点から、電子の運動状態に基づいて理論的に理解させ、化学反応や分子構造における電子論を修得させる。 |
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| 授業の目標 |
１．量子の世界を支配する力学の基礎を確認する。
２．分子を構成する原子の軌道の特性を学ぶ。
３．化学結合の性質を様々な側面から理解する。
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| 授業計画 |
いくつかのテーマを設定し、各テーマについて、履修者に予備調査と発表を行わせる。それに基づき、ゼミナール形式で議論を深める。履修者は、工学部応用化学科開講の「量子論」、「量子化学」を履修済みかこれに相当する量子論の知識をもつ事を前提として、次のようなテーマを計画している。
(1) 電子の運動を支配するのは、どのような「力学」か。
(2) Schrödinger方程式、波動関数、演算子とは。
(3) 原子内の電子の運動はどの様なものか。一電子近似と原子軌道。軌道の方向性。
(4) 分子内の電子の運動。原子軌道の線形結合による分子軌道の考え方。
(5) 水素分子は存在するがヘリウム分子は存在しない。
(a)結合性軌道と反結合性軌道。
(b)分子内の電子分布と化学結合の古典電磁気学的描像。
(c)化学結合に伴う電子の運動エネルギーと電子の運動空間の変化。
(d)化学結合に伴う電子の位置エネルギーの変化。
(6) 結合の分類。σ結合とπ結合だけでなく、δ結合、φ結合、…もあるよ。
(7) 結合の強さ。結合の方向性と分子構造。
など。
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| 教科書及び教材 |
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| 参考書 |
(1) D. A. McQuarrie， “Quantum Chemistry” (University Science Press， California; Oxford University Press， Oxford， 1983).
(2) I. N. Levine， “Quantum Chemistry” (Prentice Hall， Upper Saddle River， New Jersey， 2000).
(3) 原田義也，「量子化学」(裳華房，東京，1985)
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| 成績評価方法 |
| 履修者の予備調査・発表の内容(70％)と討論における理解の度合い(30％)により総合的に判定し、６０点以上の履修者を合格とする。不合格者は再履修とする。 |
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| 履修条件等 |
| 履修者は、工学部応用化学科開講の「量子論」、「量子化学」を履修済みかこれに相当する量子論の知識をもつ事を前提としている。 |
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| 教員からのメッセージ |
| 人間の目で直接には見ることのできない世界を「見る」ための道具は数学的論理です。 |
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| その他 |
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