到達目標
1. 原子・分子の構造について量子力学を用いて正しく理解し，説明できる．(A1)
2. 波動方程式を正しく理解し，軌道と量子数について説明できる．(A1)
3. 周期表，化学結合，化学反応式および化学量論を理解し，これらを使って課題を解決することができる．(A1)
4. 酸・塩基、酸化還元反応を理解し，説明できる．(A1)
5. 基礎的な有機化合物の構造と命名法を理解し，説明できる．(A1)
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) | 原子模型、光の波動性と光子、電子の波動性と波動方程式に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則を理解し，基本的な知識を身につけている。また、それらの問題を適切に解くことができる。 | 原子模型、光の波動性と光子、電子の波動性と波動方程式に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則を理解し，基本的な知識を身につけている。 | 原子模型、光の波動性と光子、電子の波動性と波動方程式に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則をほとんど理解していない。 |
| 評価項目2
(到達目標3) | 周期表、化学結合に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則を理解し，基本的な知識を身につけている。また、それらの問題を適切に解くことができる。 | 周期表、化学結合に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則を理解し，基本的な知識を身につけている。 | 周期表、化学結合に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則をほとんど理解していない。 |
| 評価項目3
(到達目標4) | 酸と塩基、酸化還元反応に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則を理解し，基本的な知識を身につけている。また、それらの問題を適切に解くことができる。 | 酸と塩基、酸化還元反応に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則を理解し，基本的な知識を身につけている。 | 酸と塩基、酸化還元反応に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則をほとんど理解していない。 |
| 評価項目4
(到達目標5)
・分子の構造 | 有機分子の命名法、分子の構造に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則を理解し，基本的な知識を身につけている。また、それらの問題を適切に解くことができる。 | 有機分子の命名法、分子の構造に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則を理解し，基本的な知識を身につけている。 | 有機分子の命名法、分子の構造に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則をほとんど理解していない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A-1 数学（微分積分学、線形代数、微分方程式、確率・統計など）と自然科学（物理、化学など）の基礎知識を身につけて、工学的諸問題の解決に応用できること
JABEE c 数学、自然科学及び情報技術に関する知識とそれらを応用する能力
教育方法等
概要:
高校レベルの原子構造、mol、化学反応式、酸と塩基、酸化還元などの基礎知識をもとに、大学中級レベルの量子力学を学習し原子の構造を理解する。また、それらを基に化学結合の成り立ちを理解し、分子軌道などのさらに高度な現代の物質観を学習する。
授業の進め方・方法:
予備知識：本科1・2年で学習した原子構造、化学結合、mol、化学反応式、酸と塩基の反応、酸化還元反応をよく復習しておくこと。
講義室：多目的教室
学生が用意するもの：ノート、関数電卓、レポート用紙、A4サイズファイル、発表で必要であれば発表用PC
授業形式：講義形式で行う。発表担当の学生はpptなどを用いて口頭発表する。本授業は反転授業(下記)を行う。
＜反転授業＞
講義時間前に授業動画を視聴し、直筆の授業用ノートを作成した上で参加すること。授業動画は時間に余裕を持って事前にWeb(MS Stream動画、Googleドライブ動画)で公開する。授業動画の受講環境や通信環境に問題がある学生は、すぐに教員まで相談に来ること。
注意点:
評価方法(A-1)：定期試験(中間・期末)，平常点(演習，レポート，および自習課題等)により評価し，60点以上を合格とする。成績割合は定期試験を80点、平常点を20点とする。ただし、発表課題を発表しない、宿題を提出しない等の悪質行為を行う者からは平常点を剥奪する。また、発表課題を無視する学生には別途課題レポートを課すことがある。
自己学習の指針：講義の内容をよく理解するために，教科書の予習・復習に加えて自習課題にも取り組み，授業時間と同程度の自主学習をしておくこと．中間試験・定期試験前には，教科書の内容，配付資料，および自習課題を理解できていること．
情報セキュリティ関係: 発表データ(pptなど)について、情報セキュリティの内容理解・活用の観点よりデータの取扱についての注意を発表時に行う。
オフィスアワー：水曜日放課後、金曜日放課後
※到達目標の()内の記号はJABEE学習・教育到達目標
※感染症などの影響で対面授業が継続できない場合は、上記以外の評価方法で成績を算出する可能性がある。その場合は学校側が状況を判断し、新しい評価方法を学生へ迅速に周知する。
※授業動画を視聴する際、受講環境や通信環境に問題がある学生は、すぐに教員まで相談に来ること。
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 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
化学の起源，測定の体系，科学的方法，物質とエネルギー，モル |
化学の起源，測定の体系，科学的方法，物質とエネルギー，モルについて理解している．
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| 2週 |
電子の発見と原子模型(トムソンモデル、ボーアモデル) |
原子模型であるトムソンモデル、ボーアモデルを理解している。
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| 3週 |
光の性質(エネルギーと波長・振動数、Maxwell方程式) |
光の性質(エネルギーと波長・振動数、Maxwell方程式)を理解している。
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| 4週 |
ボーアの原子モデルとエネルギー準位・量子仮説 |
ボーアの原子モデルとエネルギー準位・量子仮説を理解し、説明できる。
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| 5週 |
ド・ブロイの物質波と電子の波動性 |
ド・ブロイの物質波と電子の波動性を理解している。
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| 6週 |
波動方程式と不確定性原理 |
シュレーディンガー波動方程式とハイゼンベルグの不確定性原理を理解し、説明できる。
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| 7週 |
水素の原子軌道とs・p・d軌道、周期表 |
水素の原子軌道とs・p・d軌道を理解し、図示できる。周期表の周期性を理解している。
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| 8週 |
中間テスト |
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| 2ndQ |
| 9週 |
元素の周期性と軌道エネルギーの関係性 |
元素の周期性と軌道エネルギーの関係性を理解し、説明できる。
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| 10週 |
化学結合、原子価結合法(VB法)と分子軌道法(MO法) |
原子価結合法(VB法)と分子軌道法(MO法)を理解している。
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| 11週 |
混成軌道とルイス構造、分子の構造 |
混成軌道(sp3・sp2・sp混成)とルイス構造の関係性を理解して図示し、分子の構造を説明できる。
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| 12週 |
化学結合、イオン結合・金属結合と水素結合 |
イオン結合・金属結合の違いを理解し、水素結合について説明できる。
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| 13週 |
酸と塩基、酸化還元反応 |
酸と塩基を分類し、酸化還元反応を理解している。
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| 14週 |
酸化還元反応と生体反応 |
酸化還元反応と生体反応の関係性を理解している。
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| 15週 |
有機化学と命名法、分子の構造および有機分子の構造とその性質 |
有機化学と命名法を理解している。分子の構造を理解している。有機分子の構造とその性質を理解している。
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| 16週 |
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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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 化学(一般) | 化学(一般) | 物質が原子からできていることを説明できる。 | 3 | |
| 単体と化合物がどのようなものか具体例を挙げて説明できる。 | 4 | |
| 同素体がどのようなものか具体例を挙げて説明できる。 | 4 | |
| 物質を構成する分子・原子が常に運動していることが説明できる。 | 3 | |
| 原子の構造(原子核・陽子・中性子・電子)や原子番号、質量数を説明できる。 | 4 | |
| 同位体について説明できる。 | 3 | |
| 原子の電子配置について電子殻を用い書き表すことができる。 | 4 | |
| 価電子の働きについて説明できる。 | 4 | |
| 原子のイオン化について説明できる。 | 4 | |
| 代表的なイオンを化学式で表すことができる。 | 3 | |
| 原子番号から価電子の数を見積もることができ、価電子から原子の性質について考えることができる。 | 4 | |
| 元素の性質を周期表(周期と族)と周期律から考えることができる。 | 4 | |
| イオン式とイオンの名称を説明できる。 | 3 | |
| イオン結合について説明できる。 | 4 | |
| イオン結合性物質の性質を説明できる。 | 4 | |
| イオン性結晶がどのようなものか説明できる。 | 4 | |
| 共有結合について説明できる。 | 4 | |
| 構造式や電子式により分子を書き表すことができる。 | 3 | |
| 自由電子と金属結合がどのようなものか説明できる。 | 3 | |
| 金属の性質を説明できる。 | 4 | |
| 酸・塩基の定義(ブレンステッドまで)を説明できる。 | 4 | |
| 酸・塩基の化学式から酸・塩基の価数をつけることができる。 | 4 | |
| 電離度から酸・塩基の強弱を説明できる。 | 3 | |
| 酸化還元反応について説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 演習問題 | 発表 | | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 12 | 8 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 80 | 12 | 8 | 0 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |