開講学期 Course Start |
2015年度 前期 |
授業区分 Regular or Intensive |
週間授業 |
対象学科 Department |
応用理化学系学科 |
対象学年 Year |
3 |
必修・選択 Mandatory or Elective |
選択 |
授業方法 Lecture or Seminar |
講義 |
授業科目名 Course Title |
量子化学 |
単位数 Number of Credits |
2 |
担当教員 Lecturer |
太田勝久 |
教員室番号 Office |
Q313 |
連絡先(Tel) Telephone |
内線5725 |
連絡先(E-mail) |
原則として何かあったら来室してください。 |
オフィスアワー Office Hour |
金曜日 9:30 am - 10:30 am |
授業のねらい Learning Objectives |
化学は、物質の構造・物性・反応を原子・分子のレベルで探求する学問である。したがって、原子・分子の持つ様々な化学的性質を明らかにするためには、これらを構成する電子と原子核の力学を理解しなければならない。そこは、量子論の世界である。 本講では、まず、原子・分子中の電子の3次元の運動を量子力学的に追求する方法を変分法を中心にして述べる。さらに、分子波動関数を原子核波動関数と電子波動関数に分割するボルン・オッペンハイマー近似を述べ、種々の化学反応過程の基本となる断熱ポテンシャル面について講述する。 |
到達度目標 Outcomes Measured By: |
1.種々の力学方程式を導く変分法を理解する。(25%) 2.多電子原子の電子状態に対する軌道近似について理解する。(25%) 3.多電子原子の電子状態におけるパウリ原理について理解する。(25%) 4.分子波動関数と断熱ポテンシャル面について理解する。(25%) |
授業計画 Course Schedule |
総授業時間数(実時間): 24時間 ●」第1週−第3週 変分法(第7章) 第01週 オイラー方程式 第02週 束縛条件の入った変分法 第03週 オイラー方程式としての力学方程式 ●第4週−第12週 多電子原子の電子状態 (第8章) 第04週 原子単位系 第05週 ヘリウム原子と変数分離不能性 第06週 変分原理 第07週 ヘリウム原子の変分計算 第08週 ハートリー型波動関数による変分波動関数1 第19週 ハートリー型波動関数による変分波動関数2 第10週 電子スピン 第11週 パウリ原理 第12週 スレーター行列式型波動関数 ●第13週−第15週 分子波動関数(第9章) 第13週 電子座標と核座標の分離:ボルン・オッペンハイマー近似 第14週 断熱ポテンシャル 第15週 多電子分子の電子波動関数 (第16週 定期試験) 授業時間中に演習等を適宜実施するので日頃の予習・復習を心がけること。 |
教科書 Required Text |
D. A. McQuarrie and J. D. Simon著、千原秀昭・江口太郎・齋藤一弥訳、「物理化学(上)」、東京化学同人 この教科書は「分子分光学」でも使用する。 |
参考書 Required Materials |
「量子論」、「量子力学」、「量子化学」などと題する図書。 |
教科書・参考書に関する備考 | |
成績評価方法 Grading Guidelines |
定期試験により評価する。室蘭工業大学学部学生の試験に関する規則(平成16年度室工大規則第75号)第9条により、60点以上が合格である。各到達度目標は定期試験において論述問題や計算問題等により、達成度を評価する。 |
履修上の注意 Please Note |
授業計画の進行は、内容の習熟度合い等により変更する場合がある。 不合格の場合は再履修すること。 |
教員メッセージ Message from Lecturer |
講義内容への質問等は、随時大いに歓迎する。 |
学習・教育目標との対応 Learning and Educational Policy |
この授業科目は応用理化学系学科の学習・教育目標として (応用化学コース・バイオシステムコース) 「(B-1)応用化学および生物工学に関する専門基礎知識を身につける【専門】」 (応用物理コース) 「(F)材料物性を含む応用物理分野の専門知識を習得し、これを自ら取り組む課題に応用できる能力を身に付ける」、および 「(D)技術者としての素養および応用物理を理解するための基礎として、数学、自然科学、情報科学を習得する」 に対応している。 またこの授業科目は(応用化学コース・バイオシステムコース)のJABEE基準1の(c) と(d)に対応している。 |
関連科目 Associated Courses |
物理化学A(必修)、物理化学B(必修)、分子分光学(選択) |
備考 Remarks |