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学部・研究科
Faculty/Graduate School
シ/環/化
時間割コード
Course Code
60126
科目名
Course title
サブテーマ
Subtitle
化学を学ぶ(基礎化学)
授業形態/単位
Term/Credits
クラス
Class
/2
A 2
担任者名
Instructor
坂本 英文
曜限
Day/Period
月3
授業概要
Course Description
到達目標
Course Objectives

授業種別 / Teaching Types

講義(対面型)

言語 / Language

日本語(Japanese)

授業概要 / Course Description

 私たちの身の回りのみならず、自然界に存在する物質の多くは原子が結合してできた化合物であり、これらを扱う化学は私たちの生活に最も密接している学問といえる。そのため⾼校までの化学や物理では化学の基礎となる考え方をすでに多く学んでいる。本講義では、これまでに身につけた知識を体系的に整理し、まずは原子の構造と特性について学ぶ。続いて原子のどのような結合により化合物が成り立っているのか、さらにそれらの化合物が集まって結晶や集合体を作る際に働く相互作用について修得することを目指す。

到達目標 / Course Objectives

①知識・技能の観点
 原子の構造と特性から始め、電子軌道と電子配置、周期律を関係づけて解釈できるとともに、化学結合に関してもイオン結合と共有結合について理解できること。
②思考力・判断力・表現力等の能力の観点
 原子の性質を電子配置から考察でき、基礎的な原子間の結合を理論的に説明できること。
③主体的な態度の観点
 講義により得られた知識を基に、他の科目へスムーズに移行できること。

授業手法 / Teaching Methods

・教員による資料等を用いた説明や課題等へのフィードバック
・学生による学習のふりかえり

授業計画
Course Content

授業計画 / Course Content

第1回 ガイダンス、化学史

第2回 原子の構造、原子番号、質量数、同位体と核種、イオン、原子量と物質量

第3回 原子と電子配置、水素原子のスペクトルと電子遷移、プランクの量子論、光電効果、ボーアの原子モデル、電子エネルギーの量子化、ド・ブロイの物質波、ハイゼンベルグの不確定性原理、シュレディンガーの波動方程式と波動関数、原子軌道と量子数、軌道の形、軌道のエネルギー、電子配置の構成原理

第4、5回 電子配置の構成原理(フントの規則、パウリの排他原理)、元素の周期表(典型元素、遷移元素、超ウラン元素)、元素の性質と周期律(イオン化エネルギー、電子親和力、電気陰性度)、放射性元素と放射線

第6回 イオン結合(イオンの価数、イオンの電荷、イオンの電子配置、イオン半径と原子半径、陽イオン・陰イオン間の引力)、イオン結晶

第7〜10回 共有結合(ルイスの理論、オクテット則、単結合、二重結合、三重結合)、結合距離と結合次数、原子価、原子価殻電子対反発則、極性、共鳴、共有結合の定性的な化学結合論(σ結合、π結合)、原子価結合法、混成軌道(sp3混成軌道、sp2混成軌道、sp混成軌道)、分子軌道法(LCAO法、等核2原子分子の分子軌道)

第11回 配位結合、金属錯体

第12回 分子間の結合(静電的相互作用、双極子-双極子相互作用、水素結合、ファンデルワールス力)

第13回 固体における電子の軌道(導体、絶縁体、半導体)

第14回 授業のまとめ、筆記試験による理解度の確認

オンデマンド配信授業回 理解度の確認のフィードバック(総括)(授業動画60分+学習課題30分)

授業時間外学習 / Expected work outside of class

 十分に学習内容を理解するため、本授業の授業計画に沿って準備学習と復習を行うこと。さらに、授業内容に関連する課題に関する調査・考察を含めて、毎回の授業ごとに自主学習することが望ましい。

成績評価の方法・基準・評価
Grading Policies /
Evaluation Criteria

方法 / Grading Policies

定期試験を行わず、到達度の確認(筆記による学力確認)と平常成績で総合評価する。
筆記試験による学力確認(60%)、小テストと授業への参加度(40%)
履修者数が多数になった場合には、成績評価方法を「定期試験(15週目)」に変更することがあります。
成績評価方法が変更になった場合は、インフォメーションシステム等で連絡します。

基準・評価 / Evaluation Criteria・Assessment Policy

①知識・技能の観点
 原子の構造と特性から始め、電子軌道と電子配置、周期律を関係づけて解釈できるとともに、化学結合に関してもイオン結合と共有結合について理解できたかどうか。
②思考力・判断力・表現力等の能力の観点
 原子の性質を電子配置から考察でき、基礎的な原子間の結合を理論的に説明できるかどうか。
③主体的な態度の観点
 講義により得られた知識を基に、他の科目へスムーズに移行する準備ができているか。

教科書
Textbooks

中林安雄、荒地良典、幸塚広光、田村 裕、春名 匠、矢島辰雄 著  『理工系のための現代基礎化学  −物質の構成と反応−』  (三共出版)  9784782707210

参考書
References

正畠宏祐 著  『化学の基礎 −化学結合の理解−』  (化学同人)  9784759809473
尾崎  裕、橋本雅司 著  『化学結合入門 −大学の化学基礎−』  (三共出版)  9784782708361
田中勝久、中村敏浩 編著、加藤立久、大北英生、馬場正昭、杉山雅人 著  『物理化学要論 −理系常識としての化学− 第3版』  (学術図書出版社会)  9784780611793

フィードバックの方法
Feedback Method

小テストの解答などは、次週の授業中に行う。

担任者への問合せ方法
Instructor Contact

関大LMSの「メッセージ機能」で問い合わせてください。

備考
Other Comments

【オンデマンド配信授業回について】
① 配信元:関大LMS
② 配信時期/期限:具体的な配信時期や期限は、関大LMS「お知らせ」に掲示します。
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