化学Ａ

Chemistry A

994517H

45FUCHE101

砂金　宏明

Hiroaki Isago

2026年度前期

2026年度

①First semester

水曜2限

水曜日2限

工学部　機械工学科

Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering

2.0単位

講義

Lecture

-

① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

化学は、物質や材料を取り扱う学問の基礎である。各種材料等を用いて“もの”を創製していく工学系の学生にとって、取り扱う物質の性質、構造、化学変化の基本原理を知らなければならないが、そこでは「電子」が非常に重要な役割を果たしている。材料の化学を「電子の働き」という観点から、他分野との境界領域も含めて平易に講義する。

物質を研究する学問である化学の本質を十分に理解でき、正しい物質観を具えた技術者の養成を目的とする。具体的には、化学における基本原理と法則について学び、原子・分子の構造と性質、物質の状態変化、化学変化についての理解を深め、材料や物質自身に対する化学的な知識や見方を習得することを目的としている。

本科目は、専門科目を履修するための基礎となる基礎共通科目として位置づけられる。

・基礎的な物質の成り立ちを理解し、説明できる。
・物質の化学変化、物質の状態、反応速度、化学平衡等について理解し、説明できる。
・化学に関連する初歩的な計算ができる。

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/​​​

中間試験及び到達度評価試験で相応の成績を修めた者に単位を認定する。片方でも受験しない場合、単位取得の意思が無いと判断する。
中間試験、到達度評価試験、或いはその両方を、レポート提出に差し替えることがある。
必要に応じて課題（レポート）や小テストを実施する。
高等学校での「化学」の理解を前提に講義する。高等学校で「化学」を十分に学んでこなかった学生は、前もって参考書に目を通してから授業に臨んで欲しい。

課題に対する作文　Essay／小テストの実施　Quiz type test

課題に対する作文：理解度を確認するために必要に応じてレポートを課すことがある。

小テストの実施：理解度を確認するために適宜予告無しに小テストを行うことがある。

各回の授業前に2時間程度、授業計画欄を参照して講義内容について予習してくること。また、講義終了後はノートを良く読み返し2時間程度復習をすること。
小テスト／レポートは理解度を確認する目的で行う。

中間試験及び到達度評価試験の受験を必須とし、その加重平均（昨年の実施例として中間４：到達度評価６）により総合的に評価する。試験の素点がそのまま学習成果の評価（A〜D；下記参照）となるわけではなく、各々の平均点を考慮し、かつ単位取得者の約半数がA以上となる様に評価する。双方の試験で６０点以上を獲得した場合は、平均点の如何を問わず単位を認定する。やむを得ない事由（病気・天災・身内の不幸等）により受験出来ない場合に限り救済措置を施す。

中間試験及び到達度評価試験の解答例は基本的に直後の授業中で行うが、時間に余裕が無い場合はLETUSで公開することがある。また採点結果（ならびに必要に応じてフィードバック）については、LETUSにより各個人に通知する。

出席率が成績に大きく反映することはないが、正当な理由無しに授業の出席が二分の一に満たない場合は、試験の成績にかかわらず単位を認定しないことがある。

課題・小テストともに基本的に成績には反映しないが、中間・到達度評価試験の総合結果が合格点に達しない（D以下）場合に考慮することがある。

・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

N

基本的にオリジナルの教材を用いるために教科書は用いないが、予習・復習のための便宜上、次のWEB上で閲覧可能な参考書を用いる。
この参考書の章立て通りに授業を進めるわけではないので、シラバスに記載した項目を参照すること。

OpenStax のサイトで公開されている教科書“Chemistry 2e”の翻訳版：
https://betterlate-thannever.github.io/Chemistry-2e/index.html
大変良く出来た本ではあるが、まだ誤訳等問題が多いので、用語の使用に関しては授業での説明に注意を払うこと。

この本のオリジナル（英語）は、
https://openstax.org/details/books/chemistry-2e
で無料でダウンロードできる。

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/

講義に必要な資料で、上記参考書に記載されていないものについては、事前にLETUSで通知／配布する。

［違う視点からもっと化学を勉強したい人向け参考書］
化学教科書研究会編「基礎化学」（化学同人）
竹内敬人「化学の基礎」（岩波書店）
など

基本的に対面授業（On-site）で行う。台風等の悪天候や交通機関の混乱等で受講が困難と予想される場合は、オンライン授業（同期）（Online (synchronized remote)）で行う可能性がある。また授業の進捗状況により内容が変更される場合がある。

１．緒言および材料科学における電子の役割
　本講義を履修するにあたっての注意事項と単位認定に関して簡単に説明する。
実社会で材料として使われている無機・有機化合物の物性において、電子が重要な役割を担っている実例を挙げて紹介する。
時間に余裕があれば、電子の動きを支配する量子論について概説する。
授業前半についてはシラバスを、後半について参考書の第６章を事前に熟読されたい。

２．原子の構造
　物質を構成している原子の構造について学び、電子が原子核の周りにどのような状態で存在しているかを理解する。原子及びイオンの大きさを理解することにより、元素の一般的性質を知る。物質を構成する粒子について学ぶことにより、物質を取り扱う学問である化学を理解する。また原子核周りの電子の配置を考えることにより、元素の周期性を理解する。
参考書の第２章を事前に熟読されたい。

３．化学結合（１）：イオン結合、共有結合と分子の形
　化学結合（原子間の結びつき）が原子の電子配置と密接に関係していることを学ぶ。また原子がどの様に結びついて分子を形作るかを理解する。
参考書の第7，８章を事前に熟読されたい。

４．化学結合（２）：上記以外の結合
　配位結合、金属結合に加え、分子間同士の結合（水素結合、ファンデルワールス相互作用）について学ぶ。
参考書の第7，８章を事前に熟読されたい。

５．物質の状態（１）：気体
　気体についての一般法則を学び、気体の基本的な性質、理想気体と実在気体の状態式、混合気体、気体分子運動論などを理解する。
参考書の第９章を事前に熟読されたい。

６．物質の状態（２）：液体と溶液
液体の特徴、性質について学ぶ。特に身の回りにある液体は大部分が水溶液として存在することから、水溶液の濃度・性質などについて学ぶ。参考書の第１０章を事前に熟読されたい。

７．物質の状態（３）：溶液
最も身近な溶液として水を溶媒とする溶液（水溶液）における種々の現象（電解質の電離、酸解離、pHの定義と計算、塩の加水分解、溶解度積など）について学ぶ。酸塩基については後の講義でより詳しく取り扱うが、ここでは高校まで履修してきたブレンステッドーローリーの酸塩基を対象とする。
参考書の第１１章を事前に熟読されたい。

８． 到達度評価中間試験と後半に向けて
　到達度評価中間試験を行う。全員での公平な中間試験を行うのが困難な場合は、課題のレポートに差替える。

９．物質の変化（１）：化学熱力学
　熱力学については、他の講義で履修することを前提とし、本講義では詳しくは取り扱わず、次回以降のテーマである化学平衡と反応速度を理解する上で必要最小限のことを学習する。
参考書の第１６章を事前に熟読されたい。

１０．物質の変化（２）：化学平衡と反応速度
　一見反応が完結した様に見えても、全ての物質が全て反応しているとは限らない。化学平衡という現象について学ぶ。また化学平衡を支配する、化学自由エネルギー（free energy）について理解する。余力があれば、触媒・酵素反応についても触れたい。
参考書の第１３章を事前に熟読されたい。

１１．物質の変化（２）：反応速度と反応機構
　反応次数（反応に関与する分子数）に基づき、化学反応がどの様な過程で進むのか、幾つかの例をあげながら学習する。また化学反応が進行するために必要なエネルギー（活性化エネルギー）について学ぶ。
参考書の第１２章を事前に熟読されたい。

１２．酸と塩基（１）
　アレニウスやブレンステッドーローリーの定義とは異なり、水素イオンではなく電子対の授受を主とした定義（ルイスの酸塩基）の考え方について学ぶ。
参考書の第１４章を事前に熟読されたい。

１３．酸と塩基（２）
　酸塩基の強さにはダブルスタンダード（硬い酸塩基と軟らかい酸塩基）があり、そのことが元素の産出状況と深い関係があることを理解する。
参考書の第１４章を事前に熟読されたい。
酸塩基反応と酸化還元は無縁ではないので、時間に余裕があれば、次回の講義に向けて酸化還元についても言及する（参考書第１７章；１７−１）

１４．酸化還元反応と電子移動、電極表面での酸化還元（電気化学）
　物質の酸化および還元という現象を電子の授受という観点から学ぶ。さらに電気を用いて物質を酸化・還元する反応（電気分解）、また化学反応を利用して電気を取り出す反応について学ぶ。
参考書の第１７章を事前に熟読されたい。

１５．到達度評価と総括
　当該授業における達成度を到達度評価により確認する。全員での公平な到達度評価試験の実施が困難な場合は、課題のレポートに差し替える。
　その後、授業として当該授業科目の内容の総括を行う。

定年退職までつくば市にある国立研究開発法人で研究者として材料化学の研究に従事した。
定年退職後は同法人において研究成果の広報活動に従事するとともに、後進の指導に携わった。
また国立大学および大学院において化学（無機化学、錯体化学、色素化学、物理化学等）の講義を担当した。

-

-

授業のことで問合せ・相談があれば、下記アドレスまでご連絡下さい。

a30301@rs.tus.ac.jp

N

N