科 目 名:物理化学序論                           科目英文名:Introductory Physical Chemistry

担 当 者:小畠 誠也、米谷 紀嗣

授業(形態):専門科目(講義)                      単位(区分):2単位(A)

                                                                          

[科目の主題と目標]

 化学工業ではさまざまな物質、材料が用いられているが、これらの構造、物性などの特性を原子、分子レベルで理解し、新物質、新材料を開発するためには物理化学の高度の知識が必要である。

 物理化学の基礎の学習は、「物理化学序論、I、U、V、W」および「演習物理化学」の履修により完成するよう授業内容が構成されている。「物理化学序論」はこれら一連の授業の最初に位置する入門的な科目である。この講義では、高校化学と大学化学の橋渡しをするための物理化学の基本的考え方、基本的知識を教授する。そのために、まず物理化学を習得する上で必要な物理量の単位の概念、初等解析学について学ぶ。つぎに物質の性質を物理化学的に記述する具体例として気体論および気体運動論を修得し、つづいて化学反応の速さを取り扱うための化学反応速度論を学ぶ。またエネルギー単位の理解を深めるため量子論の起源についても学ぶ。受講者に大学の物理化学を学ぶうえの基本的知識を修得させることを目的とする。

 この科目は応用化学科の学習教育目標の(C-3)に関連する。

 

 [授業内容・授業計画]

回 数

題  目

内  容

第1回

第2回

第3回

第4回

第5回

第6回

第7回

第8回

第9回

10

11

12

13

14

15

単位系

初等解析(1)

初等解析(2)

気体の性質(1)

気体の性質(2)

気体運動論(1)

気体運動論(2)

中間試験

化学反応速度(

化学反応速度(2)

化学反応速度(

化学反応速度(4)

量子論:序論と原理(1)

量子論:序論と原理(2)

期末試験

物理量、次元、SI単位系、エネルギーの単位

微分法

積分法

完全気体、気体法則

不完全気体

モデルと基礎的計算、平均速度

速度分布則、衝突数

 

化学反応速度、反応速度の測定

反応速度式、積分型速度式、半減期、反応速度の温度依存性

平衡反応、連続反応、速度式の解釈

複雑な反応の速度

古典物理学の破綻

波と粒子の二重性

 

 

[教材] 教科書:アトキンス『物理化学』(上)(下)第6版(東京化学同人)

 

[履修目標]

(1)     物理化学諸量の単位を理解し、単位換算ができる。

(2)     完全気体、不完全気体の状態方程式を理解し、偏微分計算ができる。

(3)     気体運動論の概念を理解し、気体分子の平均速度、衝突頻度の計算ができる。

(4)     反応速度式の意味を理解し、反応速度計算ができる能力をもつ。

(5)     量子論の起源を理解し、光のエネルギーなどの計算が自由にできる。

 

[受講生へのコメント]

 物理化学だけでなく、大学化学一般の入門のための授業をめざしている。

 

[成績評価の方法及び基準]

平常点(小テスト、レポート、宿題)(20%)、中間および期末試験 (80%) を基に評価する。

A:各履修目標の理解度の平均が80%以上に達している。
B:各履修目標の理解度の平均が70%以上に達している。
C:各履修目標の理解度の平均が60%以上に達している。

 

[学習相談の方法]

 火曜5限に教員室で、またはe-mail により質問等を受け付ける。