原子・分子や固体中の電子の運動は古典力学では説明出来ず、量子論を用いて初めて理解される。高分子を含めたあらゆる物質・材料の性質を理解し、制御していくためには、量子論は必要不可欠な基礎理論である。本講義では量子論の基礎を理解し、原子･分子構造などへ応用出来るようになることを目指す。具体的には、
(1) 量子論の最も基本的な原理として粒子・波動の二重性を理解する。
(2) 原子中の電子の波動関数のエネルギーと形状を知り、パウリ原理と合わせて原子の周期律が説明されることを理解する。
(3) 原子間の結合により分子が出来る理由を、電子の波動関数のレベルから理解する。
(4) 分子間の相互作用や分子と光の相互作用を理解する。
(5) 原子・分子の集団としての振る舞いや固体の構造・性質について理解する。

(1) 電子は波動方程式に従う波としての性質を持ち、原子の中などに空間的に拘束された状況では飛び飛びのエネルギーだけが可能になることを、簡単な例題を用いて説明出来る。
(2) 原子中の電子の状態を指定する量子数と、対応する波動関数の形状を理解し、パウリ原理を用いて原子の周期律を説明出来る。
(3) 原子価結合法と分子軌道法を用いて化学結合について説明出来る。特に、前者に関しては共鳴、後者に関しては混成の概念を説明出来る。さらに、原子価結合法・分子軌道法の類似点と違いについても理解し、適切な使い分けが出来るようになる。
(4) 分子間相互作用の種類と、それぞれの強さ・分子間距離に対する依存性を説明できる。分子の振動・回転や物質中の電子状態を光を使って調べる手法の原理を理解し、簡単なスペクトルの解析が出来る。
(5) 原子・分子の集団が従うボルツマン分布や温度について説明できる。固体の構造や性質について説明できる。

量子論、原子・分子、化学結合、分子間相互作用、分光、統計熱力学、固体

本講義では，分子・物質の構造や，物性を理解し，予測をしていく。

09.産業と技術革新の基盤をつくろう

講義で使用するプレゼン資料はWebで配付するが、必ず教科書も熟読すること。

第１回：量子論（１）
第２回：量子論（２）
第３回：量子論（３）
第４回：量子論（４）
第５回：量子論（５）
第６回：原子の構造（１）
第７回：原子の構造（２）
第８回：中間試験とまとめ
第９回：化学結合（１）
第１０回：化学結合（２）
第１１回：分子分光法
第１２回：固体、分子間相互作用
第１３回：統計熱力学
第１４回：発展（有機半導体の基礎）
第１５回：期末試験とまとめ

公式を暗記するのではなく、意味（何と何の間の関係か、どのように使えるのか）を理解すること。ただ講義を聞くだけではなく、ノートや配布資料に適宜メモを取り、頭の整理や知識の定着に努めること。

事前に教科書に目を通して疑問点を確認しておく。
物理化学演習IIを履修し、演習問題を確実に理解すること。疑問点は残さず質問すること。

（１）粒子・波動の二重性を理解し、電子・光子のエネルギー・運動量・波長を計算できる。
（２）原子オービタルを理解し、原子の電子配置が書ける。
（３）原子価結合法と分子軌道法により化学結合を説明出来る。
（４）各種分子間相互作用の距離依存性と強さを理解している。各種の分光測定の波長・エネルギー域を理解し、それぞれ何が測定出来るか説明出来る。
（５）ボルツマン分布について、簡単な例題を用いて説明できる。Ｘ線回折の基本原理を理解している。

出席、毎週の課題、中間試験、期末試験の配点をそれぞれ２０点、２０点、３０点、３０点とし、その合計点により評価を行う。合計点で６０点以上を合格とする。

教科書：アトキンス物理化学要論（第７版）、P. A. Atkins, J. de Paula著、千葉秀昭、稲葉章訳、東京化学同人
参考書：アトキンス物理化学（上）（下）、P. A. Atkins著、千葉秀昭、中村宣男訳、東京化学同人
※物理化学基礎、物理化学Ｉと同じ教科書を使用します。参考書の内容は配布資料にて補います。

随時受け付けますが、メール等にて事前連絡をお願いします。