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物理化学１（量子論入門）

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令和２年度入学者 物理化学１（量子論入門）
令和元年度以前入学者 物理化学１
教員名 浅地哲夫
単位数    2 学年    1 開講区分 文理学部
科目群 化学科
学期 後期 履修区分 必修
授業の形態 オンデマンド型とWebexによる同時双方向型を併用する。

20203582 : 2020物理化学１（量子論入門）／物理化学１（浅地哲夫・後・月2）
授業概要 本題に入る前に、物理化学を学ぶ上で必要となる数学の知識を整理する。次に、量子論が必要とされるようになった歴史的実験事実を概観する。そののち、原子中の電子の状態についての現代的解釈を説明する。
授業のねらい・到達目標 原子の電子構造についての理解を深め、化学結合の現代的解釈について説明できるようになる。
構成原理に基づき、電子配置が書けるようになること、及び物理化学で良く用いられるギリシャ文字が使用できるようになる。
化学で必要とされる数学的能力を修得できる。

この科目は文理学部(学士(理学))のディプロマポリシーDP6及びカリキュラムポリシーCP9に対応しています。

なお，新カリキュラム（令和２年度以降の入学者）では，この科目は文理学部(学士(理学))のディプロマポリシーDP3, DP4, DP8 及びカリキュラムポリシーCP3, CP4, CP8 に対応しています。
・自然科学，とりわけ化学に関する情報を理解し，論理的に説明することができる。(A-3-1)
・さまざまな事象に潜む化学的問題を発見することができる。(A-4-1)
・自分の学修経験の振り返りを継続的に行うことができる。(A-8-1)
授業の方法 パワーポイントを用いて同時双方向形式で説明する。音声録画ファイルをBlackboard上にアップロードしておくので、繰り返し聴講して理解を深める。課題はBlackboard上に提出する。課題に対するフィードバックもBlackboardを介して行う。
授業計画
1 0. 国際単位系（SI単位）と物理化学で使う数学について (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書 pp.481-485, pp.488-490 をよく読んでおく （2時間）
【事後学習】教科書 p.488の表５とp.489の表６の数学公式を導いてみる （2時間）
2 1. 量子論について学ぶ (A-3, A-4, A-8)
1.1. プランクの量子仮説
【事前学習】教科書 pp.8-13 をよく読んでおく （2時間）
【事後学習】教科書 pp.8-13 を読み直し関連する内容をノートにまとめる （2時間）
3 1.2. 光電効果と光の波動性・粒子性について学ぶ (A-3, A-4, A-8)
1.3. ド・ブロイ波と物質の波動性について学ぶ (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書 pp.8-13 をよく読んでおく （2時間）
【事後学習】教科書 pp.8-13 を読み直し関連する内容をノートにまとめる （2時間）
4 1.4. ボーアの原子モデルについて学ぶ (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書 pp.13-15 をよく読んでおく （2時間）
【事後学習】教科書 pp.13-15 を読み直し内容をノートにまとめる （2時間）
5 1.5. 不確定性原理について学ぶ (A-3, A-4, A-8)
1.6. 波動関数と存在確率について学ぶ (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書 pp.16-18 をよく読んでおく （2時間）
【事後学習】教科書 pp.16-18 を読み直し内容をノートにまとめる （2時間）
6 1.7. 波動関数の規格化について学ぶ (A-3, A-4, A-8)
1.8. エネルギーの値と固有値方程式について学ぶ (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書 pp.18-19 をよく読んでおく （2時間）
【事後学習】教科書 pp.18-19 を読み直し内容をノートにまとめる （2時間）
7 1.9. 波動方程式の基本形について学ぶ (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書 pp.20-21 をよく読んでおく （2時間）
【事後学習】教科書 pp.20-21 を読み直し内容をノートにまとめる （2時間）
8 1.10. ハミルトン演算子について学ぶ (A-3, A-4, A-8)　
1.11. 時間を含まないシュレーディンガー方程式について学ぶ (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書 pp.21-23 をよく読んでおく （2時間）
【事後学習】教科書 pp.21-23 を読み直し内容をノートにまとめる （2時間）
9 1.12. 一次元箱の中の粒子について学ぶ (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書 pp.26-30 をよく読んでおく （2時間）
【事後学習】教科書 pp.26-30 を読み直し内容をノートにまとめる （2時間）
10 2. 水素原子について学ぶ (A-3, A-4, A-8)
2.1. 原子の波動関数（原子軌道）
【事前学習】教科書 pp.46-49 をよく読んでおく （2時間）
【事後学習】教科書 pp.46-49 を読み直し内容をノートにまとめる （2時間）
11 2.2　原子軌道の形状について学ぶ (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書 pp.50-54 をよく読んでおく （2時間）
【事後学習】教科書 pp.50-54 を読み直し内容をノートにまとめる （2時間）
12 2.2. 多電子原子と構成原理について学ぶ (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書 pp.55-57 をよく読んでおく （2時間）
【事後学習】教科書 pp.55-57 を読み直し内容をノートにまとめる （2時間）
13 2.3. 電子配置と原子の周期性について学ぶ (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書 pp.58-61 をよく読んでおく （2時間）
【事後学習】教科書 pp.58-61 を読み直し内容をノートにまとめる （2時間）
14 学習内容の整理・授業内テストと解説 (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】構成原理について復習しておく （2時間）
【事後学習】電子配置が書けるようになる・ギリシャ文字を覚える （2時間）
15 学習内容の整理と到達度の再確認・授業内再テストと解説 (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】電子配置が書けるようになる・ギリシャ文字を覚える （2時間）
【事後学習】原子の電子構造について理解を深める （2時間）
その他
教科書 寺嶋正秀　馬場正昭　松本吉泰　著 『現代物理化学』 化学同人 2015年 第1版
量子論・化学結合論だけでなく熱力学・構造化学・分光学など大学課程の物理化学全般を学ぶことができる。
教科書の誤植についてはその都度指摘する。
参考書 開講時に指示する
成績評価の方法及び基準 レポート:テーマごとの課題(80%)、授業参画度:Webex参加記録(20%)
オフィスアワー 本館７０６室 随時、ただしアポイントメントを取ること。

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