到達目標
１．量子論的な考え方ができること。
２．量子論を化学と結び付けて考えることができること。
３．フロンティア軌道法をもとに化学反応を予想したり、説明したりできること。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 量子論とは何かをわかりやすく説明できる。 | 量子論とは何かを説明できる。 | 量子論とは何かを説明できない。 |
| 評価項目2 | 量子論を化学と結び付けて、わかりやすく説明することができる。 | 量子論を化学と結び付けて説明することができる。 | 量子論を化学と結び付けて説明することができない。
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| 評価項目3 | フロンティア軌道法をもとに化学反応を予想したり、わかりやすく説明したりできる。 | フロンティア軌道法をもとに化学反応を予想したり、説明したりできる。 | フロンティア軌道法をもとに化学反応を予想したり、説明したりできない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 (A)(イ)
説明
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学習・教育到達度目標 (B)(ロ)
説明
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教育方法等
概要:
量子化学的な概念を学び、フロンティア軌道法を基に化学反応（特に有機化学反応）を理論的に解釈できるようにする。公的試験機関で分析化学・機器分析・物性に関する実務経験のある教員が量子化学の基礎について講義する。
授業の進め方・方法:
プリントを用いて講義を行い、小テストにより理解度を確認する。
注意点:
小テストを行うので講義中に理解し、質問があればその場で聞くこと。講義ノートの内容を見直し、講義に関係する例題・演習問題を解いておくこと。次回予定の部分を予習しておくこと。また、微分積分を復習すること。電卓の使用可。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
量子化学の誕生と光の二重性 |
量子化学誕生の経緯、光の波動性と粒子性を説明できる。
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| 2週 |
Bohrの原子モデルとドブロイ波 |
Bohrの原子モデル、電子の波動性と粒子性、不確定性原理 を説明できる。
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| 3週 |
シュレーディンガーの波動方程式(1) |
シュレーディンガーの波動方程式、波動関数の意味を説明できる。
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| 4週 |
シュレーディンガーの波動方程式(2) |
一次元の井戸型ポテンシャル、電子の存在確率を説明できる。
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| 5週 |
シュレーディンガーの波動方程式(3) |
期待値、Bohrの理論と量子論の違いを説明できる。
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| 6週 |
フントの規則、パウリの排他原理 |
フントの規則、パウリの排他原理を説明できる。
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| 7週 |
1週目から6週目までの復習 |
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| 8週 |
分子軌道法 |
結合性軌道と反結合性軌道を説明できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
フロンティア分子軌道 |
フロンティア分子軌道論、フロンティア電子密度、π電子密度と結合次数を説明できる。
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| 10週 |
軌道の相互作用 |
軌道の対称性と軌道の相互作用、軌道のエネルギー準位と軌道の相互作用を説明できる。
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| 11週 |
ヒュッケル分子軌道法 |
ヒュッケル分子軌道法によるエネルギーや波動関数の計算できる。
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| 12週 |
軌道の相互作用の原理 |
軌道の相互作用条件、酸素と窒素の分子軌道の違いを説明できる。
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| 13週 |
HOMO軌道とLUMO軌道 |
HOMO軌道とLUMO軌道の相互作用を説明できる。
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| 14週 |
軌道の対称性と立体選択 |
Diels-Alder反応、環化反応、開環反応を説明できる。
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| 15週 |
（期末試験は実施しない） |
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| 16週 |
総復習 |
前期の内容を復習する。
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評価割合
| 課題 | 小テスト | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |