【授業の目的】
物理化学(熱力学第一法則、内部エネルギー、熱化学、エンタルピー、熱力学第二法則、エントロピー、ギブスエネルギー、相平衡、相図、化学平衡、液体、気体、固体、量子化学)に関する基礎ならびに応用問題を解答する。演習を通じて、これまでに学んだ物理化学 I ならびに物理化学 II、物理化学 IIIに関する基礎知識の確認を行い、さらに応用につなげる能力を身につける。
【授業の到達目標】
様々な演習問題を通して物理化学的視座(熱力学第一法則、内部エネルギー、エンタルピー、熱力学第二法則、エントロピー、熱化学、ギブスエネルギー、相平衡、相図、化学平衡、液体、気体、固体、量子化学)から自然現象を洞察し、基礎原理を適用し計算を行なうことができる。
【授業概要(キーワード)】
熱力学第一法則、内部エネルギー、エンタルピー、熱力学第二法則、エントロピー、ギブスエネルギー、相平衡、相図、化学平衡、反応速度、反応次数、半減期、状態方程式、気体分子運動論、凝集力、液晶、コロイド、結晶構造、吸着現象、生体高分子、シュレーディンガー方程式、波動関数、ハミルトン演算子、極座標、球面調和関数、動径波動関数、ルジャンドル演算子、多電子原子、1電子近似、周期律、分子軌道法、線形結合法、変分原理、クーロン積分、共鳴積分、重なり積分、規格化、永年方程式、結合エネルギー、非局在化エネルギー、芳香族性、電子密度、結合次数、フロンティア軌道、電荷支配と軌道支配
【科目の位置付け】
この科目は物理化学全般に関して,基礎知識を基にして,実際の計算問題を解く力を身に付けるものである。なお,本演習を受講するには,物理化学 I, II, IIIを受講しておくことが望ましい。
【授業計画】
・授業の方法
各時間毎に指定した問題を解き、レポートとして提出する。
・日程
以下の順で行うが順番および内容の一部を変更する場合もある。 第1回 講義のすすめ方とガイダンス 第2-3回 熱力学第一・第二法則、内部エネルギー、エンタルピー、熱化学 第4-5回 エントロピー、ギブスエネルギー、電気化学、相平衡、相図、化学平衡 第6-7回 気体 第8-9回 液体、固体 第10-11回 古典量子論 第12-13回 井戸型ポテンシャル 第14回 総合演習 第15回 総合演習の解説
【学習の方法】
・受講のあり方
それぞれの科目について講義で使用したテキスト、ノートおよび関数電卓を持参すること。私語、食事、携帯電話の使用、遅刻など他の受講生の迷惑となる行為はしないこと。教員への質問は随時受け付ける。友人との相談は妨げないが、自らが物理化学を理解し身に付けるための手段であることを認識すること。
・授業時間外学習へのアドバイス
あらかじめ演習分野を示すので、その分野の教科書や講義で使用したノート等を整理しておくこと。演習問題を再度解き,苦手な領域は克服しておくこと。
【成績の評価】
・基準
上記のキーワードに関して,その意味を理解し,説明でき,それらに関連した計算問題を解くことが出来ることを合格の基準とする。
・方法
各時間毎に演習を課し答案を採点する。合計100点満点で評価する。単位の認定は、すべての答案の提出を前提とし,60点以上を合格とする。無断欠席したものは不合格とする。
【テキスト・参考書】
演習問題をその都度配布する。 アトキンス物理化学要論 第5版 (東京化学同人) 理工系基礎レクチャー 物理化学II -量子化学編- (化学同人) 物理化学I、物理化学II、物理化学IIIで紹介・指定された参考書
【その他】
・学生へのメッセージ
演習の目的は、単に問題を解くことではありません。物理化学の知識を使って問題を解く行為は、物理化学というツールを使って、現実の世界や自然現象を理解することにつながり、学生諸君の内側に人間社会に役立つように適用できる能力ーすなわち工学的能力を醸成することを目的とします。自分の頭で考え、自分の頭で理解してください。物理化学I、物理化学II、物理化学IIIを受講していることが望ましい。受講していない科目があれば、あらかじめ予習し、基礎的な理解ができるようにしておいて下さい。
・オフィス・アワー
宍戸昌広:金曜日16:00-17:00,3号館2107号室、神戸士郎:月曜日16:00-17:00,9号館300-5号室、野々村美宗:水曜日16:00-17:00,3号館3105号室
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