目覚しい発展を遂げつつある現代化学の中で、量子化学の重要性は益々大きくなり、化学全体が量子化学化しているといっても過言ではない。量子化学の基礎概念および計算結果の物理的な意味を理解できるようにすることを目標として、定性的な“化学結合論”から一歩進んだ定量的な“量子化学”を、主に簡単な分子を対象として講述する。一見、非常に抽象的で近づきがたい印象を受けるかもしれないが、量子化学を学ぶことで、様々な実験結果をいかに深く理解できるようになるかを実感することにより、その努力は楽しいものに変わるであろう。
1.量子論の基礎原理,波動関数,シュレディンガー波動方程式を理解する。2.箱の中の粒子について,波動関数とエネルギー固有値を計算できる。3.原子の波動関数を理解する。4.ニ原子分子と多原子分子の波動関数とエネルギー固有値を計算できる。5.計算化学の概要と分子の対称性を理解する。
第1回 量子力学の起源 |
「トピック7A 量子力学の起源」について解説する。 |
なお,「無機化学Ⅰ」で関連事項を学習しているため,当該授業の配布資料等も復習しておくこと。 |
予習内容:教科書の関連箇所をよく読み、ノートに要点まとめ、疑問点を整理しておくこと。所要時間(第2回以降も同様とする):(120分) |
復習内容:演習課題や教科書の章末問題に取り組むこと。所要時間(第2回以降も同様とする):(150分) |
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第2回 ミクロな系の力学 |
「トピック7B ミクロな系の力学」について解説する。 |
予習内容:教科書の関連箇所をよく読み、ノートに要点まとめ、疑問点を整理しておくこと。 |
復習内容:演習課題や教科書の章末問題に取り組むこと。 |
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第3回 量子論の原理 |
「トピック7C 量子論の原理」について解説する。 |
予習内容:教科書の関連箇所をよく読み、ノートに要点まとめ、疑問点を整理しておくこと。 |
復習内容:演習課題や教科書の章末問題に取り組むこと。 |
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第4回 運動の量子論1 |
「トピック8A 並進」について解説する。 |
予習内容:教科書の関連箇所をよく読み、ノートに要点まとめ、疑問点を整理しておくこと。 |
復習内容:演習課題や教科書の章末問題に取り組むこと。 |
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第5回 運動の量子論2 |
「トピック8B 振動運動」と「トピック8C 回転運動」について解説する。 |
予習内容:教科書の関連箇所をよく読み、ノートに要点まとめ、疑問点を整理しておくこと。 |
復習内容:演習課題や教科書の章末問題に取り組むこと。 |
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第6回 水素型原子1 |
「トピック9A 水素型原子」の前半部分(9A1~9A2(c))について解説する。 |
予習内容:教科書の関連箇所をよく読み、ノートに要点まとめ、疑問点を整理しておくこと。 |
復習内容:演習課題や教科書の章末問題に取り組むこと。 |
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第7回 水素型原子2 |
「トピック9A 水素型原子」の後半部分(9A2(d)~9A2(h))について解説する。 |
予習内容:教科書の関連箇所をよく読み、ノートに要点まとめ、疑問点を整理しておくこと。 |
復習内容:演習課題や教科書の章末問題に取り組むこと。 |
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第8回 中間試験 |
第1回~第7回までを出題範囲とする。 |
予習内容:教科書やノートの関連箇所を読み直すとともに演習課題に再度取り組むこと。 |
復習内容:教科書の関連箇所を精読し、語句の意味や計算手続きを再度確認し、疑問点を整理しておくこと。 |
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第9回 多電子原子 |
「トピック9B 多電子原子」について解説する。 |
なお,「9B・3つじつまのあう場の軌道」は割愛する。 |
予習内容:教科書の関連箇所をよく読み、ノートに要点まとめ、疑問点を整理しておくこと。 |
復習内容:演習課題や教科書の章末問題に取り組むこと。 |
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第10回 分子軌道法1 |
「トピック10B 分子軌道法の原理」について解説する。 |
なお,「10A 原子価結合法」については第1学年後期開講の「基礎化学結合論」で学習済みのため本講義では割愛するが,当該授業の配布資料等で原子価結合法の基礎概念をよく復習しておくこと。 |
予習内容:教科書の関連箇所をよく読み、ノートに要点まとめ、疑問点を整理しておくこと。 |
復習内容:演習課題や教科書の章末問題に取り組むこと。 |
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第11回 分子軌道法2 |
「トピック10C 等核二原子分子」について解説する。 |
予習内容:教科書の関連箇所をよく読み、ノートに要点まとめ、疑問点を整理しておくこと。 |
復習内容:演習課題や教科書の章末問題に取り組むこと。 |
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第12回 分子軌道法3 |
「トピック10D 異核二原子分子」について解説する。 |
予習内容:教科書の関連箇所をよく読み、ノートに要点まとめ、疑問点を整理しておくこと。 |
復習内容:演習課題や教科書の章末問題に取り組むこと。 |
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第13回 分子軌道法4 |
「トピック10E 多原子分子」について解説する。 |
予習内容:教科書の関連箇所をよく読み、ノートに要点まとめ、疑問点を整理しておくこと。 |
復習内容:演習課題や教科書の章末問題に取り組むこと。 |
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第14回 分子の対称 |
「トピック11A 対称要素」について解説する。 |
予習内容:教科書の関連箇所をよく読み、ノートに要点まとめ、疑問点を整理しておくこと。 |
復習内容:演習課題や教科書の章末問題に取り組むこと。 |
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第15回 計算化学の基礎 |
「9B・3 つじつまのあう場の軌道」,「10E・3 計算化学」について解説する。 |
予習内容:教科書の関連箇所をよく読み、ノートに要点まとめ、疑問点を整理しておくこと。 |
復習内容:演習課題や教科書の章末問題に取り組むこと。 |
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定期試験 |
第9回~第15回までを出題範囲とする。 |