基礎無機化学

科目基礎情報

学校 久留米工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 基礎無機化学
科目番号 3C08 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 生物応用化学科 対象学年 3
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 教科書:始めて学ぶ大学の無機化学,三吉克彦 著,化学同人。参考書:新しい基礎無機化学 三共出版。参考書:フレッシュマンのための結合論、M. J. Winter著、西本吉助訳 化学同人。
担当教員 冨岡 寛治

到達目標

1.原子構造と原子軌道、量子数の関係が説明できる。
2.有効核電荷が理解でき、原子軌道のエネルギー分裂が説明できる。
3.ルイス構造を書くことができ、これに基づき化合物の反応性を予想することができる。
4.VB,VSEPR則により分子の形を説明できる。
5.σ結合とπ結合がVB法、分子軌道法により説明でき、それぞれの特徴から反応などに結び付けて考えることができる。
6.原子軌道を用い原子の電子配置を書くことができる。
7.化学結合(共有結合・イオン結合・金属結合)について説明することができ、これらの結合の特徴を考えることができる。

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原子構造と原子軌道、量子数の関係が,数式により説明できる。原子構造と原子軌道、量子数の関係が説明できる。原子構造と原子軌道、量子数の関係が説明できない。
評価項目2d軌道を含む原子の遮蔽定数をスレーター則により計算でき,イオン化エネルギーと電子親和力との関連を説明できる。3周期までの典型元素において,遮蔽定数をスレーター則により計算でき,イオン化エネルギーと電子親和力との関連を説明できる。遮蔽定数をスレーター則により計算できず,イオン化エネルギーと電子親和力との関連を説明できない。
評価項目3ルイス構造により化合物の反応性を予想することができ,VB,VSEPR則によりすべての分子の形を説明できる。ルイス構造により化合物の反応性を予想することができ,VB,VSEPR則により一般的な分子の形を説明できる。ルイス構造により化合物の反応性を予想することができず,VB,VSEPR則により分子の形を説明できない。

学科の到達目標項目との関係

JABEE B-1 説明 閉じる

教育方法等

概要:
化学結合論の基本原理である原子軌道・分子軌道・混成軌道について学習し,原子同士を結びつける
「化学結合」を理解する。
授業の進め方・方法:
教科書とTeamsのノートを併用し、授業内容を黒板に記載して、それらについて説明する。 理解力を深めるために、適宜演習を行う。
関連科目: 有機化学、触媒工学、無機化学、化学I、
注意点:
次回の講義の各単元ごとに専門用語及びその意味を予習しておくこと。授業後に毎回宿題(事前にTeamsにUPされている)を課すので,ノートに解いて次回の授業開始前までに,One Drive Scanでpdfとして提出すること。
定期試験の結果で評価する。再試験を実施する。
評価基準:60点以上を合格とする。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 原子の構造 古典力学によりボーアの式を導ける
2週 電子の波動性とオービタル ドブロイの式により粒子性と波動性を関連づけることができる
3週 波動関数の意味と原子軌道(AO) 量子数とオービタルの概形を関連づけることができる
4週 遮蔽・有効核電荷・電子配置 原子軌道のエネルギー分裂を理解し、AOを使い原子の電子配置をかける
スレーター則から有効核電苛を計算できる
5週 イオン化エネルギーと電子親和力 イオン化エネルギーと電子親和力の周期表の傾向をを説明することができる
6週 有効核電苛と電気陰性度と分子の極性 有効核電苛からAllred-Rochowの電気陰性度が計算できる
7週 共有結合とイオン結合 双極子モーメントから結合のイオン性を計算できる
8週 中間まとめ 上記項目について,中間テストで60%の正解ができる
2ndQ
9週 分子のルイス式 分子のルイス構造がかける
10週 分子の構造:VSEPR法 VSEPR則より代表的な分子の形を説明できる
11週 分子の形と非共有電子対:VSEPR法の修正 電子対反発による分子構造の修正ができる
12週 原子価結合法(VB法)1 VB法により代表的な分子の結合を説明できる
13週 原子価結合法(VB法)2 昇位と混成について説明でき,VSEPR側から混成の種類を予測できる
14週 原子価結合法(VB法)3 超原子価化合物のπ結合を説明できる
15週 水素結合・金属結合・分子間力 自由電子と金属結合が説明でき、ここから金属の性質について考えることができる
水素結合により水の特異性について説明できる
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
基礎的能力工学基礎技術者倫理(知的財産、法令順守、持続可能性を含む)および技術史技術者倫理(知的財産、法令順守、持続可能性を含む)および技術史過疎化、少子化など地方が抱える問題について認識し、地域社会に貢献するために科学技術が果たせる役割について説明できる。3
技術者の社会的責任、社会規範や法令を守ること、企業内の法令順守(コンプライアンス)の重要性について説明できる。2
分野横断的能力汎用的技能汎用的技能汎用的技能他者とコミュニケーションをとるために日本語や特定の外国語で正しい文章を記述できる。2
他者が話す日本語や特定の外国語の内容を把握できる。3
日本語や特定の外国語で、会話の目標を理解して会話を成立させることができる。3
円滑なコミュニケーションのために図表を用意できる。2
円滑なコミュニケーションのための態度をとることができる(相づち、繰り返し、ボディーランゲージなど)。2
他者の意見を聞き合意形成することができる。3
合意形成のために会話を成立させることができる。3
グループワーク、ワークショップ等の特定の合意形成の方法を実践できる。3
目的や対象者に応じて適切なツールや手法を用いて正しく情報発信(プレゼンテーション)できる。3
態度・志向性(人間力)態度・志向性態度・志向性周囲の状況と自身の立場に照らし、必要な行動をとることができる。3
自らの考えで責任を持ってものごとに取り組むことができる。3
社会の一員として、自らの行動、発言、役割を認識して行動できる。3
チームで協調・共同することの意義・効果を認識している。3
チームで協調・共同するために自身の感情をコントロールし、他者の意見を尊重するためのコミュニケーションをとることができる。3
当事者意識をもってチームでの作業・研究を進めることができる。3
チームのメンバーとしての役割を把握した行動ができる。3
リーダーがとるべき行動や役割をあげることができる。3
適切な方向性に沿った協調行動を促すことができる。3
リーダーシップを発揮する(させる)ためには情報収集やチーム内での相談が必要であることを知っている3
法令やルールを遵守した行動をとれる。3
他者のおかれている状況に配慮した行動がとれる。3
技術が社会や自然に及ぼす影響や効果を認識し、技術者が社会に負っている責任を挙げることができる。3
自身の将来のありたい姿(キャリアデザイン)を明確化できる。3
その時々で自らの現状を認識し、将来のありたい姿に向かっていくために現状で必要な学習や活動を考えることができる。3
キャリアの実現に向かって卒業後も継続的に学習する必要性を認識している。3
これからのキャリアの中で、様々な困難があることを認識し、困難に直面したときの対処のありかた(一人で悩まない、優先すべきことを多面的に判断できるなど)を認識している。3
高専で学んだ専門分野・一般科目の知識が、企業や大学等でどのように活用・応用されるかを説明できる。3
企業等における技術者・研究者等の実務を認識している。3
企業人としての責任ある仕事を進めるための基本的な行動を上げることができる。3
企業における福利厚生面や社員の価値観など多様な要素から自己の進路としての企業を判断することの重要性を認識している。3
企業には社会的責任があることを認識している。3
企業が国内外で他社(他者)とどのような関係性の中で活動しているか説明できる。3
調査、インターンシップ、共同教育等を通して地域社会・産業界の抱える課題を説明できる。3
企業活動には品質、コスト、効率、納期などの視点が重要であることを認識している。3
社会人も継続的に成長していくことが求められていることを認識している。3
技術者として、幅広い人間性と問題解決力、社会貢献などが必要とされることを認識している。3
技術者が知恵や感性、チャレンジ精神などを駆使して実践な活動を行った事例を挙げることができる。3
高専で学んだ専門分野・一般科目の知識が、企業等でどのように活用・応用されているかを認識できる。3
企業人として活躍するために自身に必要な能力を考えることができる。3
コミュニケーション能力や主体性等の「社会人として備えるべき能力」の必要性を認識している。3

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合10000000100
基礎的能力500000050
専門的能力300000030
分野横断的能力200000020