山梨大学電子シラバス

授業科目名

担当教員

基礎無機化学

上野　慎太郎

時間割番号

単位数

コース

履修年次

期別

曜日

時限

TAC105

(未登録)

前期

金

［概要］

すべての元素を対象として扱わなければならない無機化学に関連する基礎知識と考え方の基礎の習得を目的とする。特に、基礎無機化学においては電子構造を学習の中心に据え、大学レベルの無機化学の専門知識を習得するのに必要な量子の概念を新たに導入する。量子としての電子が単独の原子やイオンにおいてどのように振る舞うか考察することにはじまり、化学結合を有する分子、化合物、結晶、錯体などの複数の原子が関与する物質や材料中での電子の振る舞いの変化と、それに伴う物性の変化、そして無機材料の持つ代表的な機能の起源を理解する。最終的には、電子状態から機能を推察する、あるいは観察・観測された物性や特性から電子状態との関係を考察するための化学的考察力を身につける。また化学結合の形成に関連して、中和反応、酸化還元反応などの反応において、結合性や反応性を決定する電子に関する相互作用を理解する。このように単独原子または複数の原子が関与する際の電子構造という観点から基礎無機化学を理解することにより、次に学ぶ、より専門的で高度な無機化学を始めとする他の学問の基盤となる考え方を構築し充分に活用できるようにする。

［具体的な達成目標］

・単独で存在する原子、イオンにおける電子構造を説明できること
・複数の原子が関与する分子、化合物、結晶、錯体における電子構造を説明できること
・量子化学的な考え方を軸に原子・化合物中での電子の挙動について説明できること
・量子化学的な考え方を軸に化学結合および化学反応を説明できること
・無機材料の電子構造と物性・諸特性の関係を説明・考察・推察できること

［必要知識・準備］

高校までの化学全般の知識は必須である。物理全般、数学全般の知識が理解に必要であり、特に物理においては物体の運動やエネルギー、波動に関する知識、数学においては微分・積分の知識を使用する。毎回指定される範囲の教科書の予習を必要とする。

［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	40 %	量子化学を基にした原子・イオン・化合物・錯体・結晶などの無機物質に関連する電子構造と物性について議論が可能か否かを、計算・描画・記述問題によって評価する。
2	試験：中間期	20 %	量子化学を基にした原子・イオンに関連する電子構造について説明が可能か否かを、計算・描画・記述問題によって評価する。
3	小テスト／レポート	20 %	無機材料に関連する課題において、充分な調査能力を有し、論理的な記述、考え方ができているかを評価する。
4	受講態度	20 %	講義における受講態度を評価する。

［教科書］

無機化学その現代的アプローチ, 東京化学同人, ISBN:4807905511

［参考書］

［講義項目］

1.　【イントロダクション】量子化学の導入（波動・電子と物性）
2.　【単独原子が関与する電子構造】量子化学に基づいた原子の電子構造（波動方程式の導入）
3.　【単独原子が関与する電子構造】量子化学に基づいた原子の電子構造（波動方程式と原子軌道）
4.　【単独原子が関与する電子構造】量子化学に基づいた原子の電子構造（原子軌道と電子配置・演習）
5.　【単独原子が関与する電子構造】周期律とイオン
6.　【複数の原子が関与する電子構造】化学結合と電子構造
7.　【複数の原子が関与する電子構造】化合物の電子構造
8.　【複数の原子が関与する電子構造】化学反応（酸塩基・酸化還元）
9.　【複数の原子が関与する電子構造】金属錯体の電子構造と光学特性
10.　【複数の原子が関与する電子構造】結晶の電子構造とその性質（結晶の種類と構造）
11.　【複数の原子が関与する電子構造】結晶の電子構造とその性質（バンド理論と電気特性）
12.　【電子構造と物性・機能性】遷移金属原子およびその化合物（電子構造と物性）
13.　【電子構造と物性・機能性】希土類金属原子およびその化合物（電子構造と物性）
14.　【電子構造と物性・機能性】無機材料の持つ機能（電子構造と諸特性）
15.　【電子構造と物性・機能性】機能性無機材料の活用（生体材料・環境関連材料）
16.　総括評価：まとめ

［教育方法］

基本的に指定の教科書に沿って講義を進めるが、より高度な内容にも触れるため、基礎的な内容については事前学習を必要とする。2回のテストや演習を行い、理解度のチェックと学習の補助を行う。過去の演習問題や解説は講義の初期に配布し、各自で予習を進めることができるよう配慮する。質問などは随時オフィスでも受け付ける。

［JABEEプログラムの学習・教育目標との対応］

(未登録)

［その他］

(未登録)