量子化学

科目基礎情報

学校 和歌山工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 量子化学
科目番号 0040 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 1
開設学科 物質工学科(物質工学コース) 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 1
教科書/教材 基礎量子化学 (友田修司著)東京大学出版会
担当教員 奥野 恒久

到達目標

1.分子軌道法に基づく計算手法とその応用例が理解できること。
2.有機化合物の構造・物性・反応性について、軌道論による考察手法が理解できること。

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
分子軌道法に基づく計算手法計算手法と応用例を説明できる計算手法と応用例がある程度説明できる計算手法と応用例が理解できない
有機化合物の構造・物性・反応性軌道論による考察手法の理解ができる軌道論による考察手法の理解がある程度できる軌道論が理解できていない

学科の到達目標項目との関係

JABEE C-1 説明 閉じる

教育方法等

概要:
量子化学は物質の特徴を原子、電子レベルから解釈する根幹の学問であることから、現代化学の発展においてますます重要な学問分野になってきている。特にコンピュータの演算性能の向上により、量子化学理論に基づく計算が精密に行えるようになり、研究開発現場での量子化学計算の重要性が益々増してきている。本講では、量子化学の基礎と量子化学理論に基づく有機反応の考え方について学習する。
授業の進め方・方法:
1. すでに学習した原子軌道、分子軌道の考え方をもとに、化学結合ついて軌道論の観点から学ぶ。
2. 量子化学計算の手法とその実例について学ぶ。
3. フロンティア軌道論などに基づき、実際の有機反応が軌道論からどのように解釈できるかについて学ぶ。
事前学習
配布する資料の該当部分を事前に読んでおくこと。
事後学習
講義時に学習した内容を復習しておくこと。期限までに与えられた課題のレポートを提出すること。次回の授業時に小テストを行うことがあるので、備えておくこと。
注意点:
直ぐに有用であることが実感できます。拒絶感を持たないことが重要です。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 原子軌道と分子軌道 原子軌道についての考え方および原子軌道から分子軌道の作成の仕方について理解し、説明できる。
2週 量子化学計算の基礎 量子化学計算の種類や特徴に加え、実際の計算手法について理解し、説明できる。
3週 化学結合論1 化学結合について、分子軌道的考え方に基づき、軌道相互作用の法則について学習する。
4週 化学結合論2 分子間相互作用について、分子軌道的考え方に基づいて学習する。
5週 量子化学計算の実例1 量子化学計算の結果の解釈(構造・物性)について、実例も交えながら学習する。
6週 量子化学計算の実例2 量子化学計算の結果の解釈(電子状態・反応性)について、実例も交えながら学習する。。
7週 フロンティア軌道論の基礎 フロンティア軌道理論について、基礎となる理論や考え方について学習する。
8週 フロンティア軌道論による化学反応の考察 フロンティア軌道理論を利用した有機合成反応の閉環、開環反応の立体選択性などについて学習する。
2ndQ
9週
10週
11週
12週
13週
14週
15週
16週

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

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

評価割合

試験演習レポート合計
総合評価割合6040100
基礎的能力302050
専門的能力302050