到達目標
1.エタンを組み立て、分子軌道法計算を実行することができる。(A4)
2.エチレンを組み立て、分子軌道法計算を実行することができる。(A4)
3.水を組み立て、分子軌道法計算を実行することができる。(A4)
4.1,2-ジクロロエチレンを組み立て、分子軌道法計算を実行することができる。(A4)
5.オゾンを組み立て、分子軌道法計算を実行することができる。(A4)
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
（到達目標１、２） | エタン・エチレンを組み立て、分子軌道法計算により結合長や結合角を求め、実測値と比較検討することができる。 | エタン・エチレンを組み立て、分子軌道法計算により結合長や結合角を求めることができる。 | エタン・エチレンを組み立てることができない。 |
| 評価項目2
（到達目標３） | 水分子を組み立て、分子軌道法計算により双極子モーメントを求め、説明できる。 | 水分子を組み立て、分子軌道法計算により双極子モーメントを求めることができる。 | 水分子を組み立てることができない。 |
| 評価項目3
（到達目標４） | 1,2-ジクロロエタンの二重結合まわりではなぜ回転できないのか、説明できる。 | 1,2-ジクロロエタンを組み立て、分子軌道法計算により二重結合を回転させることができる。 | 1,2-ジクロロエタンを組み立てることができない。 |
| 評価項目４
（到達目標５） | オゾンの反応性の高さを説明できる。 | オゾンを組み立て、分子軌道法計算を行うことができる。 | オゾンを組み立てることができない。 |
学科の到達目標項目との関係
DP 6 生活を豊かにする物質をうみだす応用化学，およびバイオテクノロジーに関連する知識・理論を課題解決に利用できる。
教育方法等
概要:
半経験的分子軌道法計算プログラムWinmostarを使って、簡単な有機化合物の初期分子構造を入力し、分子軌道法計算を行う。結合長、結合角度、双極子モーメント、安定配座等を計算により求める。
授業の進め方・方法:
予備知識：２〜４年次の「有機化学」全般、および「物理化学」の中の「量子化学」を理解すること。
講義室：ICT
授業形式：講義、演習
学生が用意するもの：演習ノート
注意点:
評価方法：演習課題により評価し、60点以上を合格とする。
自己学習の指針：計算化学は量子化学と関連がある。自学自習の予習では教科書を繰り返し読み、疑問点を持って講義に臨み、よく復習すること。演習は教科書中の問題が解けることを前提に出題する ので、理解しておくこと。なお、１回の講義に対し１時間以上の自己学習を確保すること。
オフィスアワー：随時
※到達目標の( )内の記号はJABEE学習・教育到達目標
授業の属性・履修上の区分
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 |
エタン分子の立体構造 |
炭素ー水素、炭素ー炭素間結合の長さ、水素ー炭素ー水素、水素ー炭素ー炭素で形成する角度を求めることができる。
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| 2週 |
エタン分子の軌道、電荷分布、生成熱 |
軌道エネルギーと電子の分布、電子密度、生成熱を求めることができる。
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| 3週 |
エチレンの分子構造と軌道 |
最高被占分子軌道(HOMO)と最低非占分子軌道(LUMO)を求めることができる。
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| 4週 |
エチレン分子の構造 |
炭素ー水素、炭素＝炭素間結合の長さを求め、エタン分子と比較できる。それぞれの結合角を求めることができる。
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| 5週 |
水分子の構造 |
立体構造と双極子モーメントを求めることができる。
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| 6週 |
エタン分子の立体配座解析 |
炭素ー炭素結合を回転させ、最も安定な配座と最も不安定な配座を求めることができる。
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| 7週 |
シスとトランス |
二重結合のまわりではなぜ回転できないかを理解できる。
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| 8週 |
オゾン、二酸化炭素、アンモニア |
オゾンの高い反応性を説明できる。
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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 | 有機化学 | 混成軌道を用い物質の形を説明できる。 | 4 | |
| σ結合とπ結合の違いを分子軌道を使い説明できる。 | 4 | |
| 分子の三次元的な構造がイメージでき、異性体について説明できる。 | 4 | |
| 構造異性体、シスートランス異性体、鏡像異性体などを説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 演習 | 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 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |