コンピュータ利用化学２及び演習

Computer Technique for AppliedChemistry 2

994211W

42CHZZZ203

橋詰　峰雄

Mineo HASHIZUME

2024年度後期

2024 Second Semester

火曜2限

Tuesday 2nd Period

工学部　工業化学科

Department of Industrial Chemistry, Faculty of Engineering

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

化学における計算機の利用法のひとつに計算化学（あるいは分子モデリング、ミクロシミュレーション）とよばれる物理あるいは化学理論を背景とし、化学的諸現象を原子・分子のレベルでコンピュータの中で再現しようとする分野がある。本講義では、計算化学における手法についての概説し、実際のプログラムを用いた演習を行う。また、化学研究に関する書類作成やプレゼンテーションにおける基礎的技術に関する演習も行う。

計算化学における手法について理解し、実際のプログラムを用いて演習を行うことで「計算化学とはどのようなもので、何ができるのか」を理解する。また、構造式や反応式を描くといった、研究成果をまとめて発表するうえで必要な基礎的技術もあわせて習得する。

有機化合物を中心に、必要なパラメータを得るための計算化学的手法の基礎を習得する。またコンピュータを利用した化学に関する資料作成（分子描画、レポート作成、プレゼンテーション資料作成）が自在にできるようになる。

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

毎回各自のPCを持参すること。
ノート型パソコン等の必携化(BYOD : Bring Your Own Device)の方針に基づき、各自で学科が推奨したスペックのWindows PC（入学時の「入学のしおり」参照）を利用できるようにしておくこと（MacOSでは利用できないソフトウェアに関する内容が含まれる）。
「基礎工業化学及び演習」の単位を修得していることが望ましい。

課題に対する作文　Essay／小テストの実施　Quiz type test

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準備学習：有機化合物の描画に関しては、自分が描いた構造が正しいものかを判断する必要があるため、有機化学の基礎知識を復習しておく。量子化学計算については、授業計画にあるキーワードについて調査しておく。
復習：授業で習った化合物描画や計算の技術について、自習可能なものは別の化合物について自分で取り組んでみる。また量子化学計算においては授業で用いた計算手法やパラメータについて自主的に調査する。これは量子化学分野の授業の予習・復習にもつながる。

レポート(35%)、授業中に出された課題（35%）、出席状況(30%)から総合的に評価する。
「演習」の授業であるので出席率の低い場合はその時点で不合格とする。
注）出席とは、授業に積極的に参加し、質問し、議論に加わることを指す。
必要に応じて講義中に課題についての解説を行う。
大学の方針に従い授業実施形態が変更となる場合は上記比率を変更する場合がある。

・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

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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。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

特に指定しない。必要に応じて、それぞれの項目に関連した単刊本を参照すること。

１．ガイダンス
内容：画面キャプチャ用ソフトウェアの使い方を理解し、利用できるようにななる。また仮想PCへの接続方法を確認し、利用できるようになる。

２．コンピュータの基本操作（１）
内容：画面キャプチャ用ソフトウェアおよび文書作成用ソフトウェアの高度な使い方を理解し、効果的な資料作成に利用できるようになる。

３．コンピュータの基本操作（２）
内容：プレゼンテーション用ソフトウェアの高度な使い方を理解し、効果的なプレゼンテーション資料作成に利用できるようになる。

４．化学構造式の描画（１）
内容：化学構造式描画ソフトウェア（ChemSketch）の基本的な使い方を理解し、簡単な有機化合物の構造が描けるようになる。

５．化学構造式の描画（２）
内容：複雑な有機化合物の作図、化学反応式の作成ができるようになる。

６．化学構造式の描画（３）
内容：化合物の立体的表現ができるようになる。また有機化合物を三次元的表示し、原子間距離など化合物の構造に関する情報を習得できるようになる。

７．化学構造式の描画（４）
内容：化学構造式描画ソフトウェア（ChemDraw）の使い方を理解し、化学反応式の描画や化学量論計算の方法を習得することで有機合成の実験ノート作成などに活用できるようになる。

８．化学構造式の描画（５）
内容：ChemDrawの高度な使い方を理解し、化合物のNMRスペクトルの予測や三次元的表示ができるようになる。

９．応用問題（１）
内容：練習問題を解くことでChemCketchやChemDrawを用いてさまざまな有機化合物の作図、三次元的表示、原子間距離や二面角の算出、などができるようになる。

１０．分子モデリングソフトの操作（１）
内容：分子力学法、分子軌道法の理論について理解する。またソフトウェア（Materials Studio）の基本的な使い方を理解し、分子モデリングの基礎ができるようになる。

１１．分子モデリングソフトの操作（２）
内容：化合物の構造最適化計算を行うことができるようになる。また計算結果から化合物の特性に関する情報を習得できるようになる。

１２．分子モデリングソフトの操作（３）
内容：化合物のコンフォメーション解析（構造—エネルギー計算）を行うことができるようになる。

１３．分子モデリングソフトの操作（４）
内容：化合物の紫外ｰ可視スペクトルのシミュレーションを行うことができるようになる。

１４．応用問題（２）
内容：練習問題を解くことでMaterials Studioを用いてさまざまな有機化合物の作図やシミュレーションができるようになる。

１５．まとめ（到達度の確認と解説）
内容：上で述べた各目標の達成度を確認し、解説により理解する。

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ChemOffice Professional／Discovery Studio, Materials Studio

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