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年度 2021年度 開講部局 工学部
講義コード K7108030 科目区分 専門教育科目
授業科目名 物理化学演習
授業科目名
(フリガナ)
ブツリカガクエンシユウ
英文授業科目名 Exercises in Physical Chemistry
担当教員名 福岡 宏,津野地 直,今任 景一,樽谷 直紀
担当教員名
(フリガナ)
フクオカ ヒロシ,ツノジ ナオ,イマトウ ケイイチ,タルタニ ナオキ
開講キャンパス 東広島 開設期 3年次生   後期   4ターム
曜日・時限・講義室 (4T) 月3-4,木1-2:工117
授業の方法 演習 授業の方法
【詳細情報】
 
演習中心(適宜オンライン) 
単位 1.0 週時間   使用言語 B : 日本語・英語
学習の段階 3 : 中級レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 07 : 化学
対象学生 第三類令和元年度入学生および過年度生
授業のキーワード 熱力学法則,相平衡,化学平衡,速度定数,反応次数,量子論,原子構造,分子構造 
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
第三類専門科目の中で専門細目分野「基礎化学」に属し,基礎的な科目で学習した内容を用いて,専門的な知識や理解を深める。
・この授業の前提となる科目:量子化学I,量子化学II,物理化学I,物理化学II,無機化学,反応速度論
・この授業と合わせて履修することが望ましい科目:量子化学III 
到達度評価
の評価項目
応用化学プログラム
(知識・理解)
・教養教育と専門教育における幅広い基礎知識および化学に関する専門基礎知識
・応用化学に関する高度な専門知識
・基礎および専門知識に裏付けられた論理的思考に基づく構想力
(能力・技能)
・修得した知識・技術を活用して応用化学に関する多様な問題を解決できるようなクリエーティブな発想力
・研究者・技術者として問題解決のための能力を発揮できるような社会的に認められる倫理感,研究・開発のデザイン能力
(総合的な力)
・自主的,継続的な学習能力
・情報収集,技術の向上,研究方法の改善,研究結果および成果の解析・理解などに関して,自立した研究者あるいは技術者としてみずから工夫して積極的に取り組み,問題解決への多面的なアプローチを図る姿勢 
授業の目標・概要等 化学現象を深く理解するには「物理化学」に関する知識が必要となる。本科目では,演習を通して「物理化学」の中核をなす熱力学,反応速度論,量子化学について学習する。具体的には,以下の知識と能力を習得することを目標とする。
1) エネルギー保存則や状態量の概念が理解でき,各種の計算ができる
2) エントロピーの概念が理解でき,エントロピー変化の計算ができる
3) 化学ポテンシャルの概念が理解できる
4) 相平衡や化学平衡に関する計算ができる
5) 反応速度の評価法が理解でき,反応次数や速度定数が決定できる
6) 定常状態近似の意味が理解でき,応用できる
7) 量子力学の必要性が理解でき,簡単な系について波動方程式を解くことができる
8) 水素型原子,多電子原子の構造が理解できる
9) 分子軌道法が理解でき,小さい分子について近似計算ができる
 
授業計画 1回 数学小テスト,熱力学1:エネルギー保存則と熱化学(2章)
2回 熱力学2:エントロピー変化の計算,自由エネルギー(3章)
3回 熱力学3:化学ポテンシャル(3,5章)
4回 熱力学4:相平衡(4,5章)
5回 熱力学5:相図と化学平衡(平衡定数)(5,6章)
6回 熱力学6:化学平衡(ル・シャトリエの原理(圧力,温度の影響))(6章)
7回 反応速度論1:気体の分子運動,速度式の決定(反応速度,反応次数,半減期)(1,20章)
8回 反応速度論2:反応速度の温度依存性,逐次反応,定常状態近似(20章)
9回 反応速度論3:酵素反応など(20章)
10回 量子化学1:波動関数の規格化,固有値と期待値(7章)
11回 量子化学2:並進,振動,回転運動の量子化(8章)
12回 量子化学3:水素型原子と多電子原子の構造(オービタル近似)(9章)
13回 量子化学4: 複雑な原子のスペクトル (9章)
14回 量子化学5: ボルン-オッペンハイマー近似と二原子分子の電子構造(10章)
15回 量子化学6:分子軌道法(ヒュッケル近似)(10章)

小テスト(記述式課題を含む)を行うので、各自各回の復習を行うこと。

本演習により,物理化学の各単元の理解を深めると共に計算能力の向上を図る。 
教科書・参考書等 アトキンス「物理化学(上,下)第10版」東京化学同人 
授業で使用する
メディア・機器等
 
【詳細情報】  
授業で取り入れる
学習手法
 
予習・復習への
アドバイス
毎回予習をしてくること。 
履修上の注意
受講条件等
 
成績評価の基準等 「授業の目標」の到達度は小テストと演習態度により100点満点で評価し,60点以上を合格とする。 
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 第1回目に数学の試験を行うので,遅刻しないように出席すること。
オフィスアワーを木,金曜日17:00-19:00に設定するので積極的に利用されたい。また,これ以外の時間にも質問等を受け付ける。
この科目は第三類の学生を対象とした専門科目であり、学習・教育目標の「(Ka)確実な基礎」,「(Ku)クリエーティブな発想力とデザイン能力」および「(Ke)継続的自己啓発と研究者・技術者としての自立」に対応している。 
その他   
すべての授業科目において,授業改善アンケートを実施していますので,回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており,今後の改善につなげていきます。 
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