量子化学｜シラバス情報

科目授業名称（和文）　Name of the subject/class (in Japanese)

量子化学

科目授業名称（英文）　Name of the subject/class (in English)

Quantum Chemistry

授業コード　Class code

9972316

科目番号　Course number

72CHPHC205

教員名

中山　泰生

Instructor

開講年度学期

2025年度前期

Year

2025年度

Semester

①First semester

曜日時限

水曜2限

Class hours

開講学科・専攻　Department

創域理工学部　先端化学科

Department of Pure and Applied Chemistry, Faculty of Science and Technology

単位数　Course credit

2.0単位

授業の方法　Teaching method

講義

Lecture

外国語のみの科目（使用言語）　Course in only foreign languages (languages)

-

授業の主な実施形態　Main class format

① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

概要　Description

物質の示す物理・化学的性質の根源である電子の振る舞いを規定している基本原理について修得する。

目的　Objectives

物質の構造や反応性などといった物性（物理・化学的性質）は，その物質の内部における電子のエネルギーや分布によって規定される。本講義を通して，電子の振る舞いを記述する量子力学の基礎概念を理解し，これを材料物性や化学反応への洞察に活かすための土台となる考え方を確立することを目的とする。本学科で定めるポリシー「化学分野の基礎学力と，その上に立つ専門知識」を習得し，それをもとに「自ら課題を発見し，解決する能力」，「論理的・批判的に思考し，積極的に取り組むことのできる判断力・行動力」，「他者とコミュニケーションをとり，国際的な視野を持って活躍できる能力」ならびに「専門分野に応じたキャリアを形成し，自己を管理する能力」を養うための授業である。

到達目標　Outcomes

シュレディンガー方程式の意味するところを理解する（式を立て，解ける）
原子内の電子準位と周期律の根源について理解する
分子軌道の成り立ちについて理解する

卒業認定・学位授与の方針との関係（学部科目のみ）

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/

履修上の注意　Course notes prerequisites

なし

アクティブ・ラーニング科目　Teaching type（Active Learning）

小テストの実施　Quiz type test

-

準備学習・復習　Preparation and review

受講前には，講義資料の他，参考書などを一読し，取り扱う概念についての予備知識と自分なりの問題意識をもつのが望ましい。（１時間程度）
受講後には，講義内容について復習し，知識の定着を図ることが望まれる。（３時間程度）
具体的な事項については授業の中で指示する。

成績評価方法　Performance grading policy

到達度評価試験（あるいはそれに代わる理解度の確認試験）70%，平常点（試問・アンケートへの回答，小テストへの解答など，授業への積極的な取り組み姿勢）30%

【フィードバックの方法】
小テストなどの模範解答はLETUS上に掲示し，必要に応じて講義中に解説を行う。

学修成果の評価　Evaluation of academic achievement

・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

教科書　Textbooks/Readings

教科書の使用有無（有=Y , 無=N）　Textbook used(Y for yes, N for no)

N

書誌情報　Bibliographic information

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MyKiTSのURL（教科書販売サイト）　URL for MyKiTS(textbook sales site)

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://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

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

参考書・その他資料　Reference and other materials

簡単な講義資料はLETUS上にて提示する。
各項目ごとに参考となると思われる書籍などを紹介することもある。
（なお，本講義で採り上げる内容の大部分は，一般的な量子化学の教科書には共通して記述されているものである。）

授業計画　Class plan

本科目は原則として全ての講義回を対面講義として実施する対面授業科目である。
すべての履修学生は，対面講義として実施される全ての講義回に対面で出席することが求められる。

1. はじめに【対面授業】
「量子論」という概念が導入された必然性について概説する。

2. シュレディンガー方程式の導入【対面授業】
古典力学における波動方程式を起点として時間に依存しないシュレディンガー方程式を導入する。

3. 井戸型ポテンシャル【対面授業】
時間に依存しないシュレディンガー方程式の適用例として井戸型ポテンシャルに閉じ込められた物体の性質を導く。

4. 波動関数・演算子・期待値【対面授業】
量子論において「波動関数」や「演算子」のもつ意味と条件，さらにこれらから導かれる物理量の「期待値」について解説する。

5. 水素原子(1)【対面授業】
6. 水素原子(2)【対面授業】
原子核１個と電子１個からなる水素(様)原子における電子の波動関数を時間に依存しないシュレディンガー方程式から導く。

7. 小テスト【対面授業】
これまでの講義内容について理解度を確認する。

8. スピン【対面授業】
電子が有する自由度としての「スピン」について解説する。

9. 多電子原子と元素の周期律【対面授業】
複数の電子が存在する状態を表す波動関数が満たすべき反対称性と，その帰結として導かれる元素の「周期律」について解説する。

10.水素分子イオンの分子軌道(1)【対面授業】
11.水素分子イオンの分子軌道(2)【対面授業】
原子核２個と電子１個からなる水素分子イオンにおける電子の波動関数を変分原理に基づいて導く。

12.一般の分子【対面授業】
複数の電子を有する一般の分子における分子軌道の特徴と，その占有規則について解説する。

13.π電子系の分子軌道【対面授業】
π電子系を有する分子の分子軌道を見積もるための近似法である単純ヒュッケル法について解説する。

14.分子の振動と回転【対面授業】
分子内の化学結合における振動と分子全体の回転運動に現れる特性を，時間に依存しないシュレディンガー方程式から導く。

15.到達度評価および総括【対面授業】
本講義全体を通した理解度を確認する。

担当教員の実務経験とそれを活かした教育内容　Work experience of the instructor

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教育用ソフトウェア　Educational software

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備考　Remarks

状況によってはオンライン授業に変更する場合がある（その場合は，講義内で周知する）。

授業でのBYOD PCの利用有無　Whether or not students may use BYOD PCs in class

Y

授業での仮想PCの利用有無　Whether or not students may use a virtual PC in class

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