1. 原子の電子配置と周期律を量子力学に基づいて、理論的に説明できる。
2. 化学結合と分子の構造を量子化学に基づいて、理論的に説明できる。
3. 結晶の充填構造を説明でき、充填率・イオン半径比を計算できる。
概要:
無機化学は原子の構造や結合状態など物質の本質を理解する根幹であり、近年の材料開発の発展を支える科目である。
無機元素および化合物の構造、結合状態、性質について合理的に理解すると共に、無機材料に関して用途、構造、合成反応等を理解するために、3年次には原子・分子の構造と周期律、化学結合を系統的に学ぶ。
授業の進め方・方法:
授業は講義形態で行う。教科書の内容で授業を行うので、予習および復習を行うこと。授業中に小テスト等を課すので理解度を確認して、理解していないところは復習すること。また、適宜、課題を課すので理解を深めること。
定期試験80%（前期中間20%、前期末20%、後期中間20%、学年末20%）、受講態度10%、小テストおよび課題等10%で評価し、総合評価50点以上を合格とする。試験問題のレベルは、教科書の問題、配布資料、課題、小テストの内容と同程度とする。再試験を行う場合、試験回数は1回である。
注意点:
原子の電子配置に基づいて学んでいく科目であるため、基礎化学で学習した「原子の構造と周期表」を十分に復習しておくこと。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
授業内容・方法ガイダンス、元素の起源と原子の構成① |
主量子数、方位量子数、磁気量子数について説明できる。
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| 2週 |
元素の起源と原子の構成② |
電子殻、電子軌道、電子軌道の形を説明できる。
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| 3週 |
元素の起源と原子の構成③ |
電子配置を示すことができる。
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| 4週 |
周期表① |
元素の周期律を説明できる。
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| 5週 |
周期表② |
典型元素や遷移元素の一般的な性質を説明できる。
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| 6週 |
元素の一般的性質と周期性① |
イオン化エネルギー、電子親和力について説明できる。
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| 7週 |
元素の一般的性質と周期性② |
電気陰性度について説明できる。
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| 8週 |
前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
共有結合① |
価電子について理解し、希ガス構造やイオンの生成について説明できる。
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| 10週 |
共有結合② |
化学結合の表し方として、電子配置をルイス構造で示すことができる。
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| 11週 |
共有結合と軌道① |
σ結合とπ結合を説明できる。
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| 12週 |
共有結合と軌道② |
代表的な分子に関して、分子軌道法（MO 法）から共有結合を説明できる。
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| 13週 |
共有結合と軌道③ |
電子配置から混成軌道の形成について説明することができる。
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| 14週 |
共有結合と軌道④ |
代表的な分子に関して、原子価結合法（VB法）から共有結合を説明できる。
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| 15週 |
分子の立体構造と極性 |
分子の立体構造と極性を説明できる。
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| 16週 |
前期末試験 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
分子の対称性 |
分子の対称性を説明できる。
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| 2週 |
結晶構造① |
1種類の元素に対して充填構造を説明でき、充填率の計算ができる。
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| 3週 |
結晶構造② |
2種類以上の元素からなる結晶構造を説明できる。
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| 4週 |
結晶構造③ |
イオン半径比の計算ができる。
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| 5週 |
イオン性固体① |
イオン性固体について説明でき、格子エネ ルギーを計算できる。
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| 6週 |
イオン性固体② |
イオン結合と共有結合について説明できる。
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| 7週 |
金属および類金属① |
金属結合の形成について理解できる。
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
金属および類金属② |
金属の電気伝導性を説明できる。
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| 10週 |
金属および類金属③ |
金属の熱伝導性を説明できる。
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| 11週 |
酸と塩基① |
アレニウスとブレンステッド、ルイスによる酸‐塩基の定 義を説明できる。
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| 12週 |
酸と塩基② |
酸‐塩基の強弱を説明できる。
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| 13週 |
酸化と還元① |
イオン化傾向を理解し、標準酸化還元電位を説 明できる。
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| 14週 |
酸化と還元② |
標準酸化還元電位と自由エネルギー変化との関係を説明できる。
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| 15週 |
溶媒 |
プロトン性溶媒と非プロトン性溶媒について説明できる。
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| 16週 |
学年末試験 |
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 化学(一般) | 化学(一般) | モル濃度の説明ができ、モル濃度の計算ができる。 | 4 | |
| モル濃度の説明ができ、モル濃度の計算ができる。 | 4 | |
| 酸・塩基の定義(ブレンステッドまで)を説明できる。 | 3 | |
| 酸・塩基の定義(ブレンステッドまで)を説明できる。 | 3 | |
| 酸・塩基の化学式から酸・塩基の価数をつけることができる。 | 3 | |
| 酸・塩基の化学式から酸・塩基の価数をつけることができる。 | 3 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 化学・生物系分野 | 有機化学 | 有機物が炭素骨格を持つ化合物であることを説明できる。 | 4 | |
| 有機物が炭素骨格を持つ化合物であることを説明できる。 | 4 | |
| 代表的な官能基を有する化合物を含み、IUPACの命名法に基づき、構造から名前、名前から構造の変換ができる。 | 4 | |
| 代表的な官能基を有する化合物を含み、IUPACの命名法に基づき、構造から名前、名前から構造の変換ができる。 | 4 | |
| σ結合とπ結合について説明できる。 | 4 | |
| σ結合とπ結合について説明できる。 | 4 | |
| 混成軌道を用い物質の形を説明できる。 | 4 | |
| 混成軌道を用い物質の形を説明できる。 | 4 | |
| 誘起効果と共鳴効果を理解し、結合の分極を予測できる。 | 4 | |
| 誘起効果と共鳴効果を理解し、結合の分極を予測できる。 | 4 | |
| σ結合とπ結合の違いを分子軌道を使い説明できる。 | 4 | |
| σ結合とπ結合の違いを分子軌道を使い説明できる。 | 4 | |
| ルイス構造を書くことができ、それを利用して反応に結びつけることができる。 | 4 | |
| ルイス構造を書くことができ、それを利用して反応に結びつけることができる。 | 4 | |
| 共鳴構造について説明できる。 | 4 | |
| 共鳴構造について説明できる。 | 4 | |
| 炭化水素の種類と、それらに関する性質および代表的な反応を説明できる。 | 4 | |
| 炭化水素の種類と、それらに関する性質および代表的な反応を説明できる。 | 4 | |
| 芳香族性についてヒュッケル則に基づき説明できる。 | 4 | |
| 芳香族性についてヒュッケル則に基づき説明できる。 | 4 | |
| 分子の三次元的な構造がイメージでき、異性体について説明できる。 | 4 | |
| 分子の三次元的な構造がイメージでき、異性体について説明できる。 | 4 | |
| 構造異性体、シスートランス異性体、鏡像異性体などを説明できる。 | 4 | |
| 構造異性体、シスートランス異性体、鏡像異性体などを説明できる。 | 4 | |
| 化合物の立体化学に関して、その表記法により正しく表示できる。 | 4 | |
| 化合物の立体化学に関して、その表記法により正しく表示できる。 | 4 | |
| 代表的な官能基に関して、その構造および性質を説明できる。 | 4 | |
| 代表的な官能基に関して、その構造および性質を説明できる。 | 4 | |
| それらの官能基を含む化合物の合成法およびその反応を説明できる。 | 4 | |
| それらの官能基を含む化合物の合成法およびその反応を説明できる。 | 4 | |
| 代表的な反応に関して、その反応機構を説明できる。 | 4 | |
| 代表的な反応に関して、その反応機構を説明できる。 | 4 | |
| 高分子化合物がどのようなものか説明できる。 | 3 | |
| 高分子化合物がどのようなものか説明できる。 | 3 | |
| 代表的な高分子化合物の種類と、その性質について説明できる。 | 3 | |
| 代表的な高分子化合物の種類と、その性質について説明できる。 | 3 | |
| 重合反応について説明できる。 | 2 | |
| 重縮合・付加重合・重付加・開環重合などの代表的な高分子合成反応を説明でき、どのような高分子がこの反応によりできているか区別できる。 | 2 | |
| ラジカル重合・カチオン重合・アニオン重合の反応を説明できる。 | 2 | |
| ラジカル重合・カチオン重合・アニオン重合の特徴を説明できる。 | 2 | |
| 電子論に立脚し、構造と反応性の関係が予測できる。 | 3 | |
| 電子論に立脚し、構造と反応性の関係が予測できる。 | 4 | |
| 反応機構に基づき、生成物が予測できる。 | 3 | |
| 無機化学 | 基本的な化学結合の表し方として、電子配置をルイス構造で示すことができる。 | 4 | |
| 基本的な化学結合の表し方として、電子配置をルイス構造で示すことができる。 | 4 | |
| 電子配置から混成軌道の形成について説明することができる。 | 3 | |
| 電子配置から混成軌道の形成について説明することができる。 | 3 | |