化学における基礎知識として，溶液諸性質の熱力学，化学反応速度論の考え方，および量子化学の基礎事項を理解し、化学の基本である化学結合の基礎を理解できる。また、その知識を応用することができる。
概要:
３年生での学習内容を基礎にして，溶液の熱力学的性質，化学反応速度，および量子化学の基礎を学習する。
授業の進め方・方法:
前期は，溶液の性質および化学反応速度を学習する。溶液論では，溶液の諸性質を熱力学的立場から学習する。反応速度論では，反応が進行する速さについての定量的取扱いを学習し，速度論的に見た化学反応の特色を学ぶ。
後期は，量子論の基礎として，波動関数，分子エネルギー，光の性質，および分子軌道計算を学習し，化学反応の基本である化学結合の基礎を学習する。
注意点:
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス，熱力学の復習，熱力学関数関係，溶液の組成 |
溶液の組成が計算できる。
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| 2週 |
部分モル体積 |
部分モル退席が計算できる。
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| 3週 |
化学ポテンシャルと蒸気圧 |
蒸気圧曲線を説明できる。
化学ポテンシャルを理解している。
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| 4週 |
ラウールおよびヘンリーの法則 |
ラウールおよびヘンリーの法則を理解し、説明できる。
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| 5週 |
気液平衡関係 |
相律について理解し、自由度の計算や平衡状態を説明できる。
気液平衡関係が説明できる。
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| 6週 |
束一的性質 |
束一的性質を説明できる。
蒸気圧降下や沸点上昇、凝固点降下と浸透圧より溶質の分子量を計算できる。
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| 7週 |
化学反応速度の定義と表現, 反応速度の求め方 |
反応速度の定義を理解し、反応速度の求め方を説明できる。
反応次数について理解し、計算することができる。
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| 8週 |
溶液の性質のまとめ |
前期第1週目〜第6週目までを理解し、計算ができる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
1次反応速度式 |
1次反応における反応速度定数の計算および半減期を求めることができる。
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| 10週 |
2次反応速度式 |
2時反応における反応速度定数の計算および半減期を求めることができる。
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| 11週 |
反応速度の温度依存性 |
反応速度の温度依存性について、アレニウスプロットから説明できる。
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| 12週 |
逐次反応・可逆反応・平衡反応速度式 |
諸反応速度式について理解し、説明できる。
律速段階近似、定常状態近似等を理解し、説明できる。
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| 13週 |
触媒作用 |
触媒の性質などを理解し、活性化エネルギーとの関係を説明できる。
代表的な触媒反応を説明できる。
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| 14週 |
遷移状態理論 |
遷移状態理論（活性錯合体理論）を説明できる。
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| 15週 |
反応速度と熱力学関係, まとめ |
前期7週目および9週目〜14週目までを理解し、計算ができる。
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ガイダンス 粒子の波動性 古典的波動方程式 |
粒子の波動性や古典的波動方程式を理解する。
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| 2週 |
シュレディンガー方程式と一次元の箱の粒子 |
シュレディンガー方程式と一次元の箱の粒子を理解する。
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| 3週 |
波動関数の性質（１） |
波動関数の性質について説明できる。
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| 4週 |
波動関数の性質（２） |
波動関数の性質について説明できる。
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| 5週 |
１次元並進運動（１）並進の波動関数 |
並進の波動関数について理解できる。
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| 6週 |
１次元並進運動（２）エネルギーの量子化 |
エネルギーの量子化について説明できる。
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| 7週 |
１次元並進運動（３）共役系の自由電子モデル |
共役系の自由電子モデルについて説明できる。
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| 8週 |
演習 |
これまでの項目の理解と整理。
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| 4thQ |
| 9週 |
原子スペクトルと Bohrモデル |
原子スペクトルと Bohrモデルについて説明できる。
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| 10週 |
水素原子 |
水素原子について説明できる。
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| 11週 |
変分法の原理 水素分子イオン |
変分法により水素分子イオンのエネルギーを計算できる。
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| 12週 |
水素分子イオン |
水素分子イオンの性質を説明できる。
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| 13週 |
分子軌道と化学結合 |
分子軌道と化学結合について説明できる。
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| 14週 |
LCAO-MO法，ヒュッケル分子軌道計算(1) |
LCAO-MO法でエネルギー計算ができる。
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| 15週 |
ヒュッケル分子軌道計算(2)，まとめ |
ヒュッケル分子軌道計算ができる。
ボーアの水素モデルを説明できる。
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| 16週 |
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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 |
| 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。 | 4 | |
| 電子殻、電子軌道、電子軌道の形を説明できる。 | 4 | |
| 物理化学 | 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 束一的性質を説明できる。 | 4 | |
| 蒸気圧降下、沸点上昇より、溶質の分子量を計算できる。 | 4 | |
| 凝固点降下と浸透圧より、溶質の分子量を計算できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 連続反応、可逆反応、併発反応等を理解している。 | 4 | |
| 律速段階近似、定常状態近似等を理解し、応用できる。 | 4 | |
| 衝突理論を理解して、アレニウスプロットを説明できる。 | 4 | |
| 活性錯合体理論を理解して、アイリングプロットを説明できる。 | 4 | |
| 活性状態のエンタルピー、エントロピー、自由エネルギーの関係を定量的に説明できる。 | 4 | |
| 触媒の性質・構造を理解して、活性化エネルギーとの関係を説明できる。 | 4 | |
| 表面の触媒活性を理解して、代表的な触媒反応を説明できる。 | 4 | |
| ボーアの水素モデルを説明できる。 | 4 | 後9,後10 |
| １次元波動方程式を解くことができる。 | 4 | 後2 |