到達目標
各種無機化合物(金属、イオン性化合物、金属錯体)の構造と性質を理解して、演習問題を解くことを目標とする。この目標達成のために、以下の要素を達成する。
元素の周期性について理解し、原子核の構造および核外電子の状態について理解できることを目標とする。原子の電子配置が理解できることを目標とする。化学結合に関連して、分子軌道について理解できることを目標とする。
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 | 実際の分子を想像して3次元的に分子間に起きている事象を理解して、問題を解くことができる。 | 無機化合物に関連した演習問題を解くことができる | 演習問題を解くことができない |
評価項目2 | | | |
評価項目3 | | | |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
大学編入試験対策および大学1、2年次レベルの無機化学の演習問題の解説を行う。
3年次に履修した「無機化学」の内容および、編入試験での頻出分野についての演習問題を重点的に行う。
授業の進め方・方法:
単元ごとの解説を行ったあと、対応する編入試験問題および演習問題について解説する。
毎週レポート課題を提示する。課題内容はその週に取り扱った類似問題および、次週の予習となる基本事項の確認問題とする。
注意点:
3年次に履修した「無機化学」を復習しておくこと。
参考図書
シュライバー無機化学(上,下), 東京化学同人
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
基本的な無機化合物と構成イオン |
名称と組成式、イオンの価数を完璧に覚える。非金属元素、典型金属元素、遷移金属元素の単体と化合物について説明できる。
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2週 |
原子軌道の説明1 |
量子力学的な原子軌道(動径分布関数)のイメージを把握する。
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3週 |
原子軌道の説明2 |
多電子系のエネルギー準位を理解する。電子の空間的分布を決める3種の量子数と電子スピンに由来する2種の量子数を理解する。フント則、パウリの排他原理を理解する。
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4週 |
原子軌道の説明3 |
ランタノイド収縮、スレーターの規則および遮蔽と貫入効果を理解して、原子の電子配置の問題を解ける。
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5週 |
固体の構造1 |
単純な無機物質について結晶構造を理解し演習問題を解ける。
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6週 |
固体の構造2 |
無機化合物の結合について、クーロンポテンシャルの計算ができる。
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7週 |
中間テスト |
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8週 |
分子の構造と結合論1 |
ルイス構造、VSEPRモデルの演習課題を解ける。
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4thQ |
9週 |
分子の構造と結合論2 |
分子軌道論を理解して、二原子分子間の相互作用を説明できる。
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10週 |
分子の構造と結合論3 |
多原子系について分子軌道理論を説明できる。バンド構造を理解する。
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11週 |
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12週 |
酸と塩基1 |
ルイス酸・塩基の概念を理解できる。
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13週 |
酸と塩基2 |
HSAB理論から無機化合物の化学反応や安定性を説明できる。
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14週 |
金属錯体1 |
d金属錯体の基本的な構造を理解できる。
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15週 |
金属錯体2 |
結晶場理論を理解して、配位子場分裂および配位構造を説明できる。
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16週 |
期末試験 |
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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 |
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 | 後1 |
電子殻、電子軌道、電子軌道の形を説明できる。 | 4 | 後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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
イオン結合と共有結合について説明できる。 | 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 | |
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。 | 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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
配位結合の形成について説明できる。 | 4 | |
配位数と構造について説明できる。 | 4 | |
代表的な錯体の性質(色、磁性等)を説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | レポート | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 70 |
専門的能力 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 30 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |