概要:
無機化学は有機化合物を除いたあらゆる物質,およびそれを構成する元素の構造,反応,物性を扱う学問分野である。
本科目では,単体や無機化合物の性質を理解する上で必要な事項,特に基礎化学の学習内容に基づき,原子の構造,元素の性質,化学結合,分子の構造,固体の構造,ならびに平衡概念について学ぶ。
授業の進め方・方法:
中間試験は50分の試験を実施する。期末試験についても50分の試験を実施する。
定期試験の成績を80%,授業への取り組みなどの平素の学習状況を20%として総合的に評価し,60点以上を合格とする。
注意点:
物理,数学,化学で履修した基本的内容について十分に復習しておくこと。参考書などを学習に取り入れ,授業ごとの予習と復習を行うことで理解に努めること。
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 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 化学・生物系分野 | 無機化学 | 主量子数、方位量子数、磁気量子数について説明できる。 | 3 | 前4 |
電子殻、電子軌道、電子軌道の形を説明できる。 | 3 | 前1,前2 |
パウリの排他原理、軌道のエネルギー準位、フントの規則から電子の配置を示すことができる。 | 3 | 前5 |
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。 | 3 | 前5 |
元素の周期律を理解し、典型元素や遷移元素の一般的な性質を説明できる。 | 3 | 前3 |
イオン化エネルギー、電子親和力、電気陰性度について説明できる。 | 3 | 前3 |
イオン結合と共有結合について説明できる。 | 3 | 後2 |
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。 | 3 | 前10 |
金属結合の形成について理解できる。 | 3 | 後2 |
代表的な分子に関して、原子価結合法(VB法)や分子軌道法(MO法)から共有結合を説明できる。 | 3 | 前12 |
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 | 前12 |
結晶の充填構造・充填率・イオン半径比など基本的な計算ができる。 | 3 | 後1 |
配位結合の形成について説明できる。 | 3 | |
水素結合について説明できる。 | 3 | |
錯体化学で使用される用語(中心原子、配位子、キレート、配位数など)を説明できる。 | 3 | |
錯体の命名法の基本を説明できる。 | 3 | |
配位数と構造について説明できる。 | 3 | |
代表的な錯体の性質(色、磁性等)を説明できる。 | 3 | |
代表的な元素の単体と化合物の性質を説明できる。 | 3 | |
物理化学 | 放射線の種類と性質を説明できる。 | 3 | |
放射性元素の半減期と安定性を説明できる。 | 3 | |
年代測定の例として、C14による時代考証ができる。 | 4 | |
核分裂と核融合のエネルギー利用を説明できる。 | 3 | |
気体の法則を理解して、理想気体の方程式を説明できる。 | 3 | |
気体の分子速度論から、圧力を定義して、理想気体の方程式を証明できる。 | 3 | |
実在気体の特徴と状態方程式を説明できる。 | 3 | |
臨界現象と臨界点近傍の特徴を説明できる。 | 3 | |
混合気体の分圧の計算ができる。 | 3 | |
純物質の状態図(P-V、P-T)を理解して、蒸気圧曲線を説明できる。 | 3 | |
2成分の状態図(P-x、y、T-x、y)を理解して、気液平衡を説明できる。 | 3 | |
束一的性質を説明できる。 | 3 | |
蒸気圧降下、沸点上昇より、溶質の分子量を計算できる。 | 3 | |
凝固点降下と浸透圧より、溶質の分子量を計算できる。 | 3 | |
相律の定義を理解して、純物質、混合物の自由度(温度、圧力、組成)を計算し、平衡状態を説明できる。 | 3 | |
熱力学の第一法則の定義と適用方法を説明できる。 | 3 | |
エンタルピーの定義と適用方法を説明できる。 | 3 | |
化合物の標準生成エンタルピーを計算できる。 | 3 | |
エンタルピーの温度依存性を計算できる。 | 3 | |
内部エネルギー、熱容量の定義と適用方法を説明できる。 | 3 | |
平衡の記述(質量作用の法則)を説明できる。 | 3 | |
諸条件の影響(ルシャトリエの法則)を説明できる。 | 3 | |
均一および不均一反応の平衡を説明できる。 | 3 | |
熱力学の第二・第三法則の定義と適用方法を説明できる。 | 3 | |
純物質の絶対エントロピーを計算できる。 | 3 | |
化学反応でのエントロピー変化を計算できる。 | 3 | |
化合物の標準生成自由エネルギーを計算できる。 | 3 | |
反応における自由エネルギー変化より、平衡定数・組成を計算できる。 | 3 | |
平衡定数の温度依存性を計算できる。 | 3 | |
気体の等温、定圧、定容および断熱変化のdU、W、Qを計算できる。 | 3 | |
反応速度の定義を理解して、実験的決定方法を説明できる。 | 3 | |
反応速度定数、反応次数の概念を理解して、計算により求めることができる。 | 3 | |
微分式と積分式が相互に変換できて半減期が求められる。 | 3 | |
連続反応、可逆反応、併発反応等を理解している。 | 3 | |
律速段階近似、定常状態近似等を理解し、応用できる。 | 3 | |
電池反応と電気分解を理解し、実用例を説明できる。 | 3 | |