講義内容詳細:基礎化学

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年度/Academic Year 2020
授業科目名/Course Title (Japanese) 基礎化学
英文科目名/Course Title (English) Basic Chemistry
学期/Semester 後期 単位/Credits 2
教員名/Instructor (Japanese) 阿部 二朗
英文氏名/Instructor (English) ABE, Jirou

講義概要/Course description
化学はとかく暗記物として考えられていますが、実際には基本的な考え方を身に着けた上で、自然界の現象を矛盾なく理解・説明するために論理的に考える学問であり、その学問体系は非常に美しいものです。講義では、現代化学の基盤となる分子軌道理論、化学熱力学、反応速度論について有機化学、無機化学、物理化学に絡めながら理解を深めます。講義の進め方としては、単に知識を教えるのではなく、学生が主体的に考える能力を身に着けられるように誘導します。これは、将来、中学校や高等学校の教員になり、教える側の立場になった場合に求められる大切な素養になります。
達成目標/Course objectives
現代化学の基礎となる必須事項を掘り下げ、深く理解することで、研究者、技術者、学校教員に求められる素養である論理的化学思考力を涵養することを目標とします。特に、分子科学を基盤として化学を理解する姿勢を修得します。
履修条件(事前に履修しておくことが望ましい科目など)/Prerequisite
化学Ⅰ、化学Ⅱを履修していることが望ましい。
授業計画/Lecture plan
1
授業計画/Class SI単位と有効数字
事前学習/Preparation 講義で使う「SI単位と有効数字」に関するスライドの事前配布プリントを良く読んでおく。教科書上巻1ページ~20ページを読んでおく。
事後学習/Reviewing SI単位系の理解と有効数字、次元解析法について理解を確認しておく。
2
授業計画/Class 原子の構造
事前学習/Preparation 講義で使う「原子の構造」に関するスライドの事前配布プリントを良く読んでおく。教科書上巻21ページ~42ページを読んでおく。
事後学習/Reviewing 電子の発見、原子核の発見、原子模型の歴史、原子構造について理解を確認しておく。
3
授業計画/Class 前期量子論
事前学習/Preparation 講義で使う「前期量子論」に関するスライドの事前配布プリントを良く読んでおく。教科書上巻59ページ~79ページを読んでおく。
事後学習/Reviewing プランクの量子仮説、ボーアの水素原子モデルに基づいて水素原子の発光スペクトル、量子力学の発展に結びついた物質の波動性、ド・ブロイの物質波の考え方の理解を確認しておく。
4
授業計画/Class 量子論の基礎
事前学習/Preparation 講義で使う「量子論の基礎」に関するスライドの事前配布プリントを良く読んでおく。教科書上巻80ページ~100ページを読んでおく。
事後学習/Reviewing 不確定性原理、シュレディンガー方程式、波動関数のコペンハーゲン解釈の理解を確認しておく。
5
授業計画/Class シュレディンガー方程式
事前学習/Preparation 講義で使う「シュレディンガー方程式」に関するスライドの事前配布プリントを良く読んでおく。
事後学習/Reviewing 演算子、固有値方程式を理解し、シュレディンガー方程式に対する理解を確認しておく。
6
授業計画/Class 水素原子の原子軌道
事前学習/Preparation 講義で使う「水素原子の原子軌道」に関するスライドの事前配布プリントを良く読んでおく。
事後学習/Reviewing 水素原子のシュレディンガー方程式、原子軌道、電子スピン、角運動量、パウリの原理の理解を確認しておく。
7
授業計画/Class 電子配置と周期性
事前学習/Preparation 講義で使う「電子配置と周期性」に関するスライドの事前配布プリントを良く読んでおく。
事後学習/Reviewing 多電子原子の電子配置、構成原理、フント則の理解を確認しておく。
8
授業計画/Class ルイス構造と共鳴
事前学習/Preparation 講義で使う「ルイス構造と共鳴」に関するスライドの事前配布プリントを良く読んでおく。教科書上巻115ページ~136ページを読んでおく。
事後学習/Reviewing オクテット則、18電子則、ルイス記号、共有結合、形式電荷の理解を確認しておく。
9
授業計画/Class 分子構造の予測
事前学習/Preparation 講義で使う「分子構造の予測」に関するスライドの事前配布プリントを良く読んでおく。教科書上巻137ページ~155ページを読んでおく。
事後学習/Reviewing 原子価殻電子対反発理論(VSEPR理論)を用いて様々な分子の分子構造を予測する方法についての理解を確認しておく。
10
授業計画/Class 共有結合と分子構造
事前学習/Preparation 講義で使う「共有結合と分子構造」に関するスライドの事前配布プリントを良く読んでおく。教科書上巻156ページ~182ページを読んでおく。
事後学習/Reviewing 共有結合の本質、電気陰性度、電子親和力、原子価結合理論に基づく混成軌道を用いた分子構造を予測する方法の理解を確認しておく。
11
授業計画/Class 分子軌道理論
事前学習/Preparation 講義で使う「分子軌道論」に関するスライドの事前配布プリントを良く読んでおく。
事後学習/Reviewing 結合性分子軌道、反結合性分子軌道、結合次数を理解し、等核二原子分子、異核二原子分子の電子状態の理解を確認しておく。
12
授業計画/Class 熱化学
事前学習/Preparation 講義で使う「熱化学」に関するスライドの事前配布プリントを良く読んでおく。教科書下巻269ページ~294ページを読んでおく。
事後学習/Reviewing 内部エネルギー、仕事、エンタルピー、熱力学第1法則の理解を確認しておく。
13
授業計画/Class 化学熱力学
事前学習/Preparation 講義で使う「化学熱力学」に関するスライドの事前配布プリントを良く読んでおく。教科書下巻474ページ~497ページを読んでおく。
事後学習/Reviewing エントロピー、熱力学第2法則、ギブズの自由エネルギーを理解し、化学反応の方向性についての理解を確認しておく。
14
授業計画/Class 反応速度論
事前学習/Preparation 講義で使う「反応速度論」に関するスライドの事前配布プリントを良く読んでおく。教科書下巻344ページ~382ページを読んでおく。
事後学習/Reviewing 一次反応、二次反応、活性化エネルギー、律速段階、絶対反応速度論の理解を確認しておく。
15
授業計画/Class 化学平衡
事前学習/Preparation 講義で使う「化学平衡」に関するスライドの事前配布プリントを良く読んでおく。教科書下巻383ページ~403ページを読んでおく。
事後学習/Reviewing 化学平衡、ルシャトリエの原理、酸塩基の解離平衡の理解を確認しておく。
授業方法/Method of instruction
今年度の後期開講科目は、すべてオンラインで実施することになりました。 
講義は配布資料と教科書に基づいて行います。 配布資料はCoursePowerからダウンロードしてください。
講義動画を併せて配信する講義もあるので、毎週 CoursePower の情報をチェックしてください。

毎回の配布資料には課題があるので、 これを解いて、解答レポートを指定の期日(講義日から1週間後)までにCoursePower上で提出してください。解答はノートに手書きしたものを写真撮影し、「一つ」のpdfファイルとして提出してください。提出するpdfファイルのファイル名は ”必ず”「氏名.pdf」としてください。

質問がある場合には、担当教員にメールで質問してください。 メールアドレス:jiro_abe@chem.aoyama.ac.jp
メールを送信する場合には、必ず自分の氏名を記してください。
成績評価方法/Evaluation
1 レポート Report 100% 毎週提出する課題レポートで評価する。
教科書/Textbooks
 著者名
Author
タイトル
Title
出版社
Publisher
1 マッカーリ 一般化学(上)、(下) 東京化学同人