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年度 2020年度 開講部局 理学部
講義コード HG280000 科目区分 専門教育科目
授業科目名 物理化学IIA
授業科目名
(フリガナ)
ブツリカガク2A
英文授業科目名 Physical Chemistry IIA
担当教員名 山崎 勝義
担当教員名
(フリガナ)
ヤマサキ カツヨシ
開講キャンパス 東広島 開設期 2年次生   後期   3ターム
曜日・時限・講義室 (3T) 水9-10,木9-10:理E209
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
講義中心,板書多用 
単位 2 週時間   使用言語 J : 日本語
学習の段階 2 : 初級レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 07 : 化学
対象学生 理学部化学科
授業のキーワード ボルツマン分布,分配関数,反応速度,素反応 
教職専門科目   教科専門科目  
プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
2年生前期科目の「物理化学IA」(平衡熱力学)と「物理化学IB」(量子論)を接続するための物理化学の基本的な考え方(統計熱力学)を習得する。また,化学反応速度論の基礎を習得する。 
到達度評価
の評価項目
化学プログラム
(知識・理解)
・物理化学,無機化学,有機化学の基礎的知識を徹底して理解し習得する
・基礎学問の論理的骨格や体系及び学問形成に必要な知識・技術を理解し習得する 
授業の目標・概要等 前半は量子論(ミクロ)と古典論(マクロ)を接続する学問である統計熱力学を扱い,分子の量子論的エネルギー構造からマクロな熱力学的性質や平衡定数が導出できることを解説する。後半の化学反応論では,様々な形態の化学反応について反応速度を定量的に評価・測定するための方法および反応速度の温度依存性について解説する。 
授業計画 第 1回:配置と重み,等重率の原理
第 2回:ボルツマン分布
第 3回:分子分配関数,並進分配関数
第 4回:回転分配関数,回転特性温度
第 5回:振動分配関数,振動特性温度
第 6回:分子のエネルギーと分子分配関数
第 7回:正準分配関数,独立系・非独立系,局在系・非局在系
第 8回:エントロピーと分子分配関数,サッカー-テトロードの式
第 9回:熱力学関数の分配関数による表現
第10回:平衡定数の分配関数による表現
第11回:反応速度,速度式,速度定数,反応次数,素反応
第12回:1次反応,2次反応,半減期,擬1次速度式
第13回:可逆反応,緩和時間
第14回:アレニウスの式,遷移状態
第15回:逐次反応,定常状態近似,律速段階

随時,演習問題を課す。期末試験を実施する。中間試験・追試験は実施しない。 
教科書・参考書等 教科書:アトキンス「物理化学(下)」第10版(東京化学同人) ISBN:978-4-8079-0909-4
参考書:「物理化学Monographシリーズ(下)第2版」(広島大学出版会・漁火書店) 第18章 ISBN:978-4-903068-40-4
「統計熱力学における古典統計と量子統計の関係」(漁火書店)
http://home.hiroshima-u.ac.jp/kyam/pages/results/monograph/Ref18_stat_thermo.pdf 
授業で使用する
メディア・機器等
テキスト,配付資料 
予習・復習への
アドバイス
講義内容と教科書との対応を以下に示す。
第 1回:第15章 (pp.649-650)
第 2回:第15章 (pp.651-653)
第 3回:第15章 (pp.656-660)
第 4回:第15章 (pp.660-664)
第 5回:第15章 (p.665)
第 6回:第15章 (pp.668-671)
第 7回:第15章 (pp.674-677)
第 8回:第15章 (pp.680-686)
第 9回:第15章 (pp.689-690)
第10回:第15章 (pp.691-694)
第11回:第20章 (pp.878-882)
第12回:第20章 (pp.885-888)
第13回:第20章 (pp.891-894)
第14回:第20章 (pp.895-898)
第15回:第20章 (pp.900-904) 
履修上の注意
受講条件等
 
成績評価の基準等 期末試験90%(程度)および平常点10%(程度)にもとづいて評価する。 
実務経験  
実務経験の概要と
それに基づく授業内容
 
メッセージ ミクロとマクロを結ぶ統計熱力学は原子・分子をもとにして観測現象を理解するために不可欠な基礎学問です。また,化学を専攻する限り,化学反応速度の評価は必須習得事項です。 
その他 関連図書
「物理化学Monographシリーズ(上)」(広島大学出版会・漁火書店) 第9章 ISBN:978-4-903068-29-9
「熱力学第2法則と状態関数」(漁火書店)
http://home.hiroshima-u.ac.jp/kyam/pages/results/monograph/Ref09_thermo.pdf 
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