科 目 名:物理化学V                          科目英文名:Physical Chemistry V

担 当 者:米澤 義朗

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

                                                                     

[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V」は、一連の授業の4番目に位置する。量子力学、統計力学は現代化学工業の基礎として重要である。本講義は、「物理化学序論、III」に引き続いて、物質の分子論による理解の基礎になる量子力学の概念を修得し、簡単な体系と水素原子への応用を学ぶ。つづいて、物質の微視的性質と巨視的性質の関係を明らかにする統計力学の概念を修得し、熱力学の統計力学的解釈への応用を学ぶ。

 この科目は応用化学科の学習教育目標の(C-1)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

量子論:序論と原理(1)

量子論:序論と原理(2)

量子論:手法と応用(1)

量子論:手法と応用(2)

量子論:手法と応用(3)

原子構造とスペクトル(1)

原子構造とスペクトル(2)

統計熱力学:概念(1)

統計熱力学:概念(2)

統計熱力学:概念(3)

統計熱力学:方法論(1)

統計熱力学:方法論(2)

統計熱力学:方法論(3)

まとめ

期末試験

微視的な系の力学、シュレーデインガー方程式

量子力学的原理

並進運動、振動運動

回転運動

角運動量、スピン

水素原子

水素類似原子

分子状態の分布

分子分配関数

カノニカル分配関数

内部エネルギー、エントロピー

熱力学関数

統計熱力学の応用

 

[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)   量子力学の基本概念を理解し、簡単な体系のシュレーデインガー方程式を解くことができる。

(2)   角運動量、スピンの概念を理解できる。

(3)   水素原子、水素類似原子のエネルギー準位、波動関数の特徴を理解できる。

(4)   統計熱力学の基本概念を理解できる。

(5) 簡単な体系の分配関数を計算できる。

[受講生へのコメント]

 この科目は「物理化学序論」、「物理化学T」および「物理化学U」の学習を必要とする。

 

[成績評価の方法及び基準]

 平常点 (レポート、宿題)(20%)、小テスト(20%)、期末筆記試験 (60%) 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。