| シラバス | - ［授業の方法］
- 講義
- ［受入人数］
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- ［受講対象］
- 自学部他学科生 履修可,他学部生 履修可,科目等履修生 履修可
- ［授業概要］
- 量子化学は、分子・ラジカル・励起状態の分子構造や電子分布を求める際の強力な武器である。したがって、量子化学の素養は、化学の研究者・技術者を志向する学生にとって必須である。この講義では、化学の研究に役立つ量子化学の基礎知識を平易に解説する。
- ［目的・目標］
- 量子化学的計算は分子構造を予測するのに有効であり、物理化学ばかりでなく有機化学の分野でも重要な役割を果たしている。この講義を聴講することにより、量子力学を基に原子・分子の電子構造を理論的に取扱う方法を知ることができる。量子化学的計算に必須な近似法(摂動論、変分法)を学んだ後、水素分子を例に化学結合・分子軌道の概念を詳細に学習する。多原子分子および共役系の電子構造に関しても学習する。最終的には，ベンゼン程度のサイズの分子のエネルギー準位，分子軌道，電子密度を計算できることを目標とする。
- ［授業計画・授業内容］
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- 量子力学の復習
- 量子論の仮定と演算子(1)
◆必要な準備学習： 講義中に示した宿題を所定の日時までに提出しておくこと。
- 量子論の仮定と演算子(2)
◆必要な準備学習： 講義中に示した宿題を所定の日時までに提出しておくこと。
- 水素原子
◆必要な準備学習： 講義中に示した宿題を所定の日時までに提出しておくこと。
- 摂動論の原理
◆必要な準備学習： 講義中に示した宿題を所定の日時までに提出しておくこと。
- 摂動論を用いたシュレディンガー方程式の近似解
◆必要な準備学習： 講義中に示した宿題を所定の日時までに提出しておくこと。
- 変分法を用いたシュレディンガー方程式の近似解
◆必要な準備学習： 講義中に示した宿題を所定の日時までに提出しておくこと。
- ヘリウムの励起状態
◆必要な準備学習： 講義中に示した宿題を所定の日時までに提出しておくこと。
- 多電子原子
◆必要な準備学習： 講義中に示した宿題を所定の日時までに提出しておくこと。
- 原子内の電子配置
◆必要な準備学習： 講義中に示した宿題を所定の日時までに提出しておくこと。
- 原子のスペクトル項
◆必要な準備学習： 講義中に示した宿題を所定の日時までに提出しておくこと。
- 水素分子：原子価結合法と分子軌道法
◆必要な準備学習： 講義中に示した宿題を所定の日時までに提出しておくこと。
- 等核2原子分子と異核2原子分子
◆必要な準備学習： 講義中に示した宿題を所定の日時までに提出しておくこと。
- π電子系-ヒュッケルMO(HMO)法
◆必要な準備学習： 講義中に示した宿題を所定の日時までに提出しておくこと。
- 総まとめ
- 期末テスト
- ［キーワード］
- 演算子、シュレディンガー方程式、摂動論、変分法、スペクトル項、原子価結合法、分子軌道法
- ［教科書・参考書］
- (a)大岩正芳著「初等量子化学第2版」(化学同人) ISBN: 4-7598-0176-6, (b)原田義也著「基礎化学選書12 量子化学」(裳華房) ISBN: 4-7853-3112-7
- ［評価方法・基準］
- 期末テスト10、レポート1の割合で評価する。4回以上欠席した学生は、期末テストを受験できない。
期末テストに不合格となった学生には救済レポートを提出するチャンスを1回だけ与える。ただし，期末テストの得点が35点未満の学生は救済レポートを提出できない。救済レポートで合格の場合の成績評価は「可」となる。
宿題の提出締切は，講義翌週の月曜13時までとする。
不正行為を行った者は，学則にしたがって処分する。
- ［関連科目］
- 物理学EI量子力学入門
- ［履修要件］
- 物理学EI量子力学入門を履修済みがBETTERである。ただし、未履修でも、物理学EI量子力学入門の復習から入るので、受講に全く支障はない。
- ［備考］
- この講義で扱う分子軌道は、化学を専攻する学生には必須の概念である。この科目は共生応用化学科の必修科目ではないが、履修を強く勧める。
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