化学１ 化学基礎（化学１）

Chemistry 1 化学基礎（化学１）

9981B68

81ZZCHE101

本田　宏隆

Hirotaka HONDA

2023年度前期

First Semester

火曜2限

Tuesday 2nd Period

先進工学部　電子システム工学科

Department of Applied Electronics, Faculty of Advanced Engineering

2.0単位

講義

Lecture

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対面授業/On-site class

化学の基礎概念，原子の構造，化学結合，化学熱力学を講義，演習を通して学ぶ。

本学部のディプローマポリシーに定める「工学の基礎となる幅広い知識とともに専門分野の問題発見・解決能力を修得している」を実現するための科目である。理系学問の基盤をなし，本学学生が専門科目を履修ために必須と考えられる科目(基幹基礎科目)として開講する。

・プランクの量子仮説，アインシュタインの光電効果からE=nhνを説明できる。
・ボーアの原子モデルを説明できる。
・粒子性と波動性の相違を説明できる。
・ド・ブロイの物質波を説明できる。
・シュレディガー方程式を説明できる。
・簡単なシュレディンガー方程式を解いて，波動関数ψ，エネルギーEを算出できる。
・ボルンの確率解釈を説明できる。
・オービットとオービタルの相違を説明できる。
・s軌道，p軌道，d軌道の電子雲モデルを描画できる。
・共有結合，金属結合，イオン結合，水素結合を説明できる。
・sp3, sp2, sp混成軌道を説明できる。
・系(開放系，閉鎖系，孤立系，断熱系)を説明できる。
・熱と仕事の相違を説明できる(等価であるが等質ではない)。
・熱と温度の相違を説明できる(示量性と示強性)。
・状態関数(状態量)と経路関数の相違を説明できる(完全微分と不完全微分)。
・可逆過程(準静的過程)と不可逆過程の相違を説明できる。
・理想気体が可逆的に等温過程，断熱過程，定圧過程，定積過程で変化するときの熱と仕事の
　変化量を算出できる。
・エンタルピー，内部エネルギーを説明できる。
・標準生成エンタルピーの文献値を用いて，化学反応におけるエンタルピー変化を算出できる。
・エントロピー(dS=δQ/dT，S=k lnW)を説明できる。
・標準エントロピーの文献値を用いて，化学反応におけるエントロピー変化を算出できる。
・ギブス自由エネルギー(ΔG=ΔH−TΔS)について説明できる。
・標準生成エンタルピーと標準エントロピーの文献値または標準生成ギブス自由エネルギーの文献値を用いて，化学反応における自由エネルギー変化を算出できる。
・化学ポテンシャル(μ=μo＋RT ln x)を説明できる。
・自由エネルギー変化をもとに，化学反応の平衡定数を算出できる。

基礎工学知識

高校化学の基礎的な知識を有していることが望ましい。

小テストの実施　Quiz type test／グループワーク　Group work

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配布プリントの各回の該当箇所を事前に読んでおくこと。各回の講義内容を十分に復習し，到達目標に示した事柄について回答できるようにしておくこと。詳細は「授業計画」を参照すること。

到達目標に関する授業ごとの課題(14回実施する)及び達成度評価にて評価する。
ただし、授業ごとの課題により，到達度評価試験の代わりとする可能性もある。随時行われる小テスト・課題提出等も気を抜かないで取り組んでほしい。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

N

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

第1講　波動性から見たE=nhν　−プランクの量子説−
プランクの量子説からE=nhνを理解できるようになる。

第2講　粒子性から見たE=nhν　−アインシュタインの量子説ー
アインシュタインの量子説からE=nhνを理解できるようになる。

第3講　ボーアの原子モデル
ボーアの原子モデルに基づき原子の構造，4つの量子数を理解できるようになる。

第4講　電子雲モデル
水素原子のシュレディンガー方程式に基づき原子構造，電子雲モデルを理解できるようになる。

第5講　元素の周期的性質
原子構造に基づき，元素の周期的な性質を理解できるようになる。

第6講　イオン結合
イオン結合及びイオン結合性結晶について理解できるようになる。

第7講　共有結合
原子価結合法及び分子軌道法に基づき，共有結合について理解できるようになる。

第8講　混成軌道
VSEPR法及び混成軌道，多重結合について理解できるようになる。

第9講　配位結合
配位結合及び金属錯体について理解できるようになる。

第10講　金属結合
金属結合及び導体、絶縁体、半導体について理解できるようになる。

第11講　内部エネルギーとエンタルピー
熱と仕事について学び，内部エネルギー，エンタルピーを理解できるようになる。
化学反応でのエンタルピー変化について理解できるようになる。

第12講　エントロピー
カルノーサイクル，準静的過程，熱機関の効率及びエントロピーについて理解できるようになる。
乱雑さとエントロピーについて理解できるようになる。

第13講　自由エネルギー
系と外界のエントロピー変化を踏まえて，自由エネルギーを理解できるようになる。

第14講　化学ポテンシャルと平衡定数
化学平衡と化学ポテンシャルを踏まえて，平衡定数について理解できるようになる。

第15講　総括(達成度評価)
原子の構造及び原子の構造を踏まえた化学反応と化学熱力学について理解できるようになる。

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Mathematica／-

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