1. 原子の結合様式について基礎的な説明ができる。
2. 反応式等の化学の基礎について説明ができる。
3. 基本的な結晶構造の単位格子とその特徴について説明できる。
4. 金属の変形について基礎的な説明ができる。
5. 結晶構造の調べ方(X 線回折法)について基礎的な説明ができる。
概要:
固体(結晶)材料について、微視的な立場、この授業では原子レベルから光学顕微鏡観察レベルで、その構造と性質を関連づけて理解する基礎的な力を養う。材料の示す性質の多様性や不思議さ、そしてその構造との関連に目を向け、材料への関心を高める。
授業の進め方・方法:
板書による講義形式で授業を進め、レポートにて理解度を確認する。
必要に応じて確認テストを行う。
注意点:
本科目は次に学習する「環境材料工学実験1」、「材料科学2」などを理解するための基礎となる。このことから基礎的事項についての演習を行うので、確実に理解をしてほしい。
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 | 材料系分野 | 材料物性 | 金属の一般的な性質について説明できる。 | 4 | 後1,後2,後3 |
原子の結合の種類および結合力や物質の例など特徴について説明できる。 | 4 | 後1,後2,後3 |
結晶構造の特徴の観点から、純金属、合金や化合物の性質を説明できる。 | 4 | 後1,後2,後3 |
陽子・中性子・電子からなる原子の構造について説明できる。 | 4 | 後1,後2,後4 |
ボーアの水素原子模型を用いて、エネルギー準位を説明できる。 | 4 | 後1,後2,後4 |
4つの量子数を用いて量子状態を記述して、電子殻や占有する電子数などを説明できる。 | 4 | 後1,後2,後4 |
周期表の元素配列に対して、電子配置や各族および周期毎の物性の特徴を関連付けられる。 | 4 | 後1,後2,後4 |
結晶系の種類、14種のブラベー格子について説明できる。 | 4 | 後5,後6,後7,後9,後10 |
ミラー指数を用いて格子方位と格子面を記述できる。 | 4 | 後5,後6,後7,後9,後10 |
代表的な結晶構造の原子配置を描き、充填率の計算ができる。 | 4 | 後5,後6,後7,後9,後10 |
X線回折法を用いて結晶構造の解析に応用することができる。 | 4 | 後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12 |
力学 | 原子の構成粒子を理解し、原子番号、質量数、同位体について説明できる。 | 4 | 後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について説明できる。 | 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 | |
原子価結合法により、共有結合を説明できる。 | 4 | |
イオン結合の形成と特徴について理解できる。 | 4 | |
金属結合の形成と特徴について理解できる。 | 4 | |
結晶の充填構造・充填率・イオン半径比などの基本的な計算ができる。 | 4 | |
セラミックス、金属材料、炭素材料、複合材料等、無機材料の用途・製法・構造等について説明できる。 | 4 | |
金属材料 | 弾性変形の変形様式の特徴、フックの法則について説明できる。 | 4 | 後13,後14 |
設計・加工 | 地球温暖化の現象を科学的に説明できる。 | 4 | |
エネルギー資源問題について説明できる。 | 4 | |