固体化学特論

Solid State Chemistry30

997B310

72CHIAC605

井手本　康

Yasushi Idemoto

2026年度前期

2026年度

②Second semester

水曜2限

Wednesday 1st, Period

創域理工学研究科　先端化学専攻

Department of Pure and Applied Chemistry, Graduate School of Science and Technology

2.00単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

1.修士課程においては、先端化学分野における高い専門性と倫理観、国際的視野を持った研究者又は高度専門職業人の養成を目標とし、所定の期間在学し、以下の知識・能力を身に付け、専攻の定める所定の単位を修得し、かつ、修士学位論文の成果の審査並びに最終試験に合格した学生に対して修了を認定し、修士(工学)の学位を授与する。
(1)先端化学専攻（Department of Pure and Applied Chemistry）の各専門分野に応じた高度な専門知識
(2)先端化学専攻の各専門分野に応じた研究能力
(3)先端化学専攻の各専門分野において修得した高度な専門知識・研究能力と教養をもとに、論理的・批判的に思考し、自ら課題を発見・設定し、解決する能力
(4)先端化学専攻の各専門分野において修得した高度な専門知識・研究能力と教養をもとに、国際的な視野を持って活躍できる能力

固体物理化学の中で、熱力学測定および解析、無機化合物の構築原理、結晶構造解析について習得する。

1. The master’s course aims to foster researchers and highly specialized professionals with a high degree of expertise, ethics, and global perspective in the field of advanced chemistry. It confers a master’s degree (in Engineering) on students who have attended the course for the required duration, acquired the knowledge and skills described below, obtained the necessary credits stipulated by the Department, and passed the thesis defense and the final examination for the master’s thesis.
(1) High-level expert knowledge in each specialized field within the Department of Pure and Applied Chemistry.
(2) Research skills in each specialized field within the Department of Pure and Applied Chemistry.
(3) Ability to independently identify, define, and solve problems logically and critically, based on advanced specialized knowledge, research skills, and training acquired in each specialized field within the Department of Pure and Applied Chemistry.
(4) Ability to work with an international perspective based on advanced specialized knowledge and research skills acquired in each specialized field within the Department of Pure and Applied Chemistry.

In physical chemistry of solids, students learn thermodynamic measurements and analysis, structural principles of inorganic compounds, and crystal structure analysis.

熱力学データをいかに研究に活用していくかについて、測定法、解析法、実例を含めて理解できるようになる。次に、結晶構造解析を行うのに必要な結晶の概念および無機化合物の構築原理について理解し、その後、Ｘ線、中性子回折測定から結晶構造解析を行う手法を実例含めて習得できるようになる。

Students learn how to utilize thermodynamic data in research, including measurement methods, analytical methods, and actual examples. Next, students learn concepts related to crystals and structural principles of inorganic compounds necessary for crystallography and follow crystallographic methods based on X-ray and neutron diffraction measurements, including actual examples.

熱力学データの測定、解析法を説明し、論理的に理解し、研究に展開できる。
結晶構造の詳細。無機化合物の構築原理を論理的に理解し、説明できる。
結晶構造解析の基本、方法の論理的に理解し、説明をできる。


Students will be able to conduct thermodynamic measurements, explain analysis methods, gain a theoretical understanding, and deploy these skills in research.
They will gain a theoretical understanding and be able to explain the details of crystal structure and the building principles of inorganic chemistry.
They will gain a theoretical understanding and be able to explain the fundamentals and methods of crystal structure analysis.

講義を理解し、毎回最後に出す小テストに的確に答えること。

Students must understand the lectures and be able to respond appropriately in small tests given at the end of each class session.

小テストの実施　Quiz type test

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準備学習と復習に要する時間は、それぞれ約2時間、合計4時間を想定する。各回の講義内容を整理して、あらかじめ、用語などを調べておき、講義後はプリント等を活用し、授業で話した事項を説明できるようになること。

The time required for preparatory study and review is expected to be about two hours for each, totaling four hours. Students will organize the content of each lecture, look up terms and undergo study ahead of time, and utilize printouts and notes after class to become well versed in the matter discussed during the session.

講義の理解度確認(講義に参加し、議論に加わる)　10%
毎回出す課題に対する小テスト　90%

[フィードバックの方法]
レポートの課題は,次の講義のときに解答を解説する。
間違った解答を含む小テストは、最終回に返却して、各自修正の上、再度提出させて、再度評価する。

無断欠席が一定数以上の場合は、成績評価しない場合があるので注意すること


Confirmation of lecture understanding (participation in class and in discussion) 10%
Small tests on problems given each class 90%

[Feedback]
Problems in reports are answered during the following lecture.
Small tests with incorrect answers are returned after the final class and are individually revised and resubmitted for a reevaluation.

Be aware that if there is more than a certain number of unexcused absences, a grade may not be given.

・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。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
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プリントを必要に応じて配布するので、特に必要としない。

The printouts will be distributed as needed, thus they do not need to be prepared in particular.

1 　　熱力学データの活用１ 　　溶解熱測定によるΔH, ΔfH0の算出、評価を理解する。
　　 　　熱力学データの活用の応用例を理解する。

2 　　熱力学データの活用２ 　　固体電池の原理を理解する。
　　 　　EMF測定（固体電池）による熱力学データ（ΔfG0, ΔfH0,Δ
　　 　　S0）の算出および評価を理解する。

3 　　熱力学データの活用３ 　　EMF測定から求められる熱力学データの活用、応用例を理解
　　　　　　　　　　　　　　　　　する。
　　 　　化学的安定領域の決定について習得する。
4 　　結晶構造1 　　結晶格子、対称性、空間格子を理解する。

5 　　結晶構造2 　　等価位置、結晶変換について理解する。

6 　　結晶構造３ 　　構造因子計算における同価位置、反射可能な指数の条件について
　　　　　　　　　　　　　　　　　理解する。

7 　　結晶構造４ 　　熱振動、原子変位パラメータを理解する。

8 　　無機化合物の結晶構造の安　　イオン結晶の格子エネルギーについて理解する。
　　定性と評価方法１ 　　結晶構造の構築原理について習得する。

9 　　無機化合物の結晶構造の安　　結晶構造の構築原理を引き続き習得する。
　　定性と評価方法２ 　　多形の安定性を理解する。

10　　無機化合物の結晶構造の安　　Bond-valence sumを理解する。
　　定性と評価方法３ 　　有効イオン半径およびその使い方を理解する。

11　　無機化合物の結晶構造の安　　拡張静電原子価則を習得する。
　　定性と評価方法４ 　　

12　　Rietveld解析１ 　　中性子およびX線回折の特徴を理解する。
　　 　　測定装置の原理を習得する。

13　　Rietveld解析２ 　　Rietveld解析の概要を習得する。
　　 　　Rietveld解析プログラム（GSAS, Rietan)について理解する。
　　 　　
14　　Rietveld解析3 　　粉末中性子回折によるRietveld解析を習得する。
　　 　　実例とその解釈、活用法を理解する。

15　　演習課題 　　これまでの講義に関する演習により、目標の達成度を評価
する。


1 　　Utilization of thermodynamic data 1　　
Understanding the calculation/evaluation of ΔH, ΔfH0 by measuring the heat of
dissolution.
　　 Understanding examples of applying thermodynamic data.

2 　　 Utilization of thermodynamic data 2　　
Understanding the principles of solid-state batteries.
　　 Understanding the calculation and evaluation of thermodynamic data (ΔfG0, ΔfH0,
ΔS0), based on EMF measurements (solid-state batteries).

3 　　Utilization of thermodynamic data 3　　
Understanding examples of applying thermodynamic data determined through
EMF measurements.
　　 Learning how to determine the chemically stable region.

4 　　Crystal structure 1
　　Understand crystal lattices, symmetry, and space lattices.

5 　　Crystal structure 2 　
　Understand equivalent positions and transformations.

6 　　Crystal structure 3 　　
Understand equivalent positions in structure factor calculations and the conditions
for a reflective index.

7 　　Crystal structure 4 　　
Understand thermal oscillations and atomic displacement parameters.

8 Stability and evaluation methods for crystal structures of inorganic compounds 1
Understanding the lattice energy of ionic crystals.
　　 Learning the building principles of crystal structures.

9 　　 Stability and evaluation methods for crystal structures of inorganic compounds 2
Continuing to learn the building principles of crystal structures.
　　 Understanding stability in polymorphism.

10　　 Stability and evaluation methods for crystal structures of inorganic compounds 3
Understanding bond-valence sums.
　　 　　Understanding effective ionic radii and their use.

11　　 Stability and evaluation methods for crystal structures of inorganic compounds 4
Learning the extended electrostatic valence rule.

12　　Rietveld analysis 1 　　
Understanding neutrons and the characteristics of X-ray diffraction.
　　 Learning the principles of measurement devices.

13　　Rietveld analysis 2
　　Learning the overview of Rietveld analysis.
　　 Understanding Rietveld analysis programs (GSAS, Rietan).
　　 　　
14　　Rietveld analysis 3 　
　Learning Rietveld analysis, using powder neutron diffraction.
　　 Understanding actual examples, their interpretation, and methods of
implementation.

15　　Assignments 　　
The degree of goal attainment is evaluated based on exercises from previous
lectures.

会社員（化学系研究部門)

Company worker (chemistry research division)

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