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授業科目名
担当教員
量子化学
阪根 英人
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
TAC213 2 (未登録) 2 後期 III
[概要]
 日常での物体の運動は、古典力学(ニュートン力学)によって精確に表すことができる。しかし、電子のように非常に小さい粒子の振る舞いを古典力学で説明しようとしてもうまくいかない。
 そのような粒子の運動や非常に小さい粒子と光との相互作用をうまく説明できるのが、シュレーディンガーによって生まれた量子力学である。量子力学は古典力学よりもずっと基本的な法則なので、古典力学から量子力学を導くことはできない。むしろ古典力学は、量子力学の平均や集団、極限として導かれる。量子化学は、量子力学を使って化学現象を説明するものである。
[具体的な達成目標]
  • 量子化学的な考え方に抵抗がなくなること。
  • 新しい量子化学的な考察に取り組めること。
[必要知識・準備]
 基礎物理化学Iの量子化学の初歩で学んだ知識と、物理関係の授業で習う電磁気学の基礎知識を理解している必要があるので、復習しておかなければならない。
 難しい数学的な取り扱いについては改めて説明するが、高校と大学の解析学で学んだ知識が基礎となる。
[評価方法・評価基準]
No評価項目割合評価の観点
1試験:期末期 70  %授業内容全般の理解を評価する。 
2試験:中間期 25  %初回に、基礎物理化学Iの量子化学の初歩に関する復習を促し、理解を確認するためのテストを行う。 
3受講態度 5  %講義に取り組む姿勢を評価する。 
[教科書]
  1. Peter Atkins, Julio de Paula 著、千原秀昭、中村亘男 訳, アトキンス 物理化学(上) 第8版, 東京化学同人, ISBN:9784807906956
  2. Peter Atkins, Julio de Paula 著、千原秀昭、中村亘男 訳, アトキンス 物理化学(下) 第8版, 東京化学同人, ISBN:9784807906963
[参考書]
(未登録)
[講義項目]
量子力学の初歩の復習テスト
  1. 1次元空間における粒子の運動の復習テスト
量子力学の初歩の復習と粒子の運動
  2. 1次元空間における粒子の運動の復習
  3. 2次元空間における粒子の運動
  4. 3次元空間における粒子の運動
量子化学とスペクトル
  5. 振動運動
  6. 振動スペクトル
  7. 円環上の回転運動と回転スペクトル
  8. 球面上の回転運動
  9. 水素型原子の構造と原子スペクトル
 10.多電子原子の構造とエネルギー準位
分子構造
 11.原子価結合法
 12.分子軌道法
 13.多原子分子の分子軌道
 14.電子スペクトル
まとめ
 15.総括と理解の確認
[教育方法]
教科書に基づき解説する。
第1回目の授業時間に、基礎物理化学Iで習った内容の復習を促し、理解を確認するためテストを行う。
範囲は量子化学の初歩である。出題は、基礎物理化学Iの総括評価と同様である。
[JABEEプログラムの学習・教育目標との対応]
(未登録)
[その他]
 教科書に掲載されている演習と問題を解いて復習すると理解に役立つ。
 量子力学で表される現象は、われわれの日常的な感覚とはかけ離れている場合も多い。そのような場合に、日常的な感覚をもとにして理解しようとするのではなく、あくまでも量子力学の考え方に沿って理解しようとすることが、量子力学の理解を早める。