1. 固体化学から見た原子構造、化学結合、化学反応、触媒機能が説明できること。
2. 無機結晶、格子欠陥、非化学量論組成が説明できること。
3. 1~17 族元素を族ごとに整理して、その特性とそれから得られる化合物(製品化されているもの)について説明できること。
4. 複数の金属元素からなる無機材料において、それぞれの組成、構造、特性および用途について説明できること。
5. 無機材料の一般的は合成法が説明できること。
概要:
この科目は企業で機能性セラミックスの研究開発を担当していた教員がその経験を活かし、無機化学を企業における活用例などを紹介しながら、無機材料化学(セラミックス、ガラス、単結晶)を中心に学習する。特に、無機材料と環境との係わりに重点を置く。
授業の進め方・方法:
個人こどに与えられたテーマについて教科書の内容と調べた内容を課題提出物(A4-2枚、発表時の資料)にまとめる。
質疑応答を30分程度行う。
受講学生間での相互評価を実施する。担当回数は1名が5回以上とする。
回答できなかった内容については次回の授業までに調べる。
注意点:
無機材料(セラミックス、ガラス、単結晶)は先端技術の核をなすもので、その応用範囲は高温・構造材料や電磁気材料から光学、環境、生体材料の多岐にわたり、みなさんが生産現場および開発現場に出た場合に一度は係わる可能性の高い材料である。
難しい理論よりも、セラミックスを中心とした無機材料の種類およびその特性などを系統付けて理解してほしい。本科の第3 学年と第4 学年で学習した無機化学1、2 の知識をベースとして、環境と無機材料の係わりについても勉強してもらうため、学生に与える課題では必ず環境に触れた内容を盛り込んでもらいます。この無機化学特論で学習した無機材料の知識は、専攻科第2 学年の後期で学習する機能性材料学1 にとって大切である。
この科目は学修単位科目(2単位)であり、総学修時間は90時間である。(内訳は授業時間30時間、自学自習時間60時間である。)単位認定には60時間に相当する自学自習が必須であり、この自学自習時間には、担当教員からの自学自習用課題、授業のための予習復習時間、および試験準備のための学習時間を含むものとする。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
基礎化学: 化学結合、酸塩基、酸化還元、無機結晶、格子欠陥、非化学量論組成 |
評価項目1, 2 キーワード:配位, 構造
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2週 |
元素と化合物(1): 水素、1 族、2 族、17 族、18 族元素とその化合物 |
評価項目3, 4, 5 キーワード:アルカリ金属, アルカリ土類金属, ハロゲン, 希ガス
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3週 |
元素と化合物(2): 13 族元素とその化合物 |
評価項目3, 4, 5 キーワード: ホウ素, アルミニウム, ガリウム, インジウム, タリウム
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4週 |
元素と化合物(3): 14 族元素とその化合物 |
評価項目3, 4, 5 キーワード:炭素, ケイ素, ゲルマニウム, スズ, 鉛
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5週 |
元素と化合物(4): 15 族とその化合物 |
評価項目3, 4, 5 キーワード:窒素, リン, ヒ素, アンチモン, ビスマス
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6週 |
元素と化合物(5): 16 族とその化合物 |
評価項目3, 4, 5 キーワード:酸素, 硫黄, セレン, テルル
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7週 |
中間試験 |
評価項目1, 2, 3, 4, 5
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8週 |
元素と化合物(6): 3 族とその化合物 |
評価項目3, 4, 5 キーワード:希土類
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2ndQ |
9週 |
元素と化合物(7): 4、5 族とその化合物 |
評価項目3, 4, 5 キーワード:チタン, ジルコニウム, ハフニウム, バナジム, ニオブ, タンタル
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10週 |
元素と化合物(8): 6、7族とその化合物 |
評価項目3, 4, 5 キーワード:クロム, モリブデン, タングステン, マンガン
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11週 |
元素と化合物(9): 8、9、10族とその化合物 |
評価項目3, 4, 5 キーワード:鉄, ニッケル, コバルト
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12週 |
元素と化合物(10): 11、12族とその化合物 |
評価項目3, 4, 5 キーワード:銅, 銀, 金, 亜鉛, カドニウム, 水銀
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13週 |
先端材料と技術(1): 無機材料リサイクル、光電エネルギー変換材料、生体材料 |
評価項目3, 4, 5
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14週 |
先端材料と技術(2): YAG、レアメタル、ペロブスカイト、超伝導体、エコマテリアル |
評価項目3, 4, 5
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15週 |
期末試験 |
評価項目1, 2, 3, 4, 5
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16週 |
先端材料と技術(3): 環境汚染 |
評価項目3, 4, 5 キーワード:有害物質, 放射能
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