量子化学A

科目名
Course Title
授業コード 単位数 配当年次 開講期間
Term
科目分類 ナンバリング
コード
曜日
コマ
教室 担当教員氏名
Instructor
量子化学A
Quantum Chemistry A
B201550001 2 2 後期授業 専門科目 BCCHE2620-J1 水3 A5-202,オンライン(中百舌鳥キャンパス) 松岡 雅也

オフィスアワー

金 16:15~17:45
事前に希望をメール(matsumac@chem.osakafu-u.ac.jp)でご連絡ください。

授業目標

電子が原子に結びつくことにより原子個々の性質が発現し, また, この原子の電子雲が重なり合うことにより原子は新たに分子に変わる。量子化学のみが, これら化学現象の最も基本的な原理を解き明かすことができる。本講義では, 電子の不思議な振舞い, 不連続なエネルギー準位, 波動方程式と量子力学の基礎原理や法則を解説するとともに, 化学結合と分子物性, および分子の反応性について説明し、以下の能力を身につけることを達成目標とする。

1.量子化学の基礎理論が理解できる。                     
2.(a)水素原子模型,(b)井戸型ポテンシャル, (c)2原子分子の結合, (d)分子対称と群論, (e)ヒュッケル分子軌道法が理解できる。
3.共役二重結合性分子の電子状態とエネルギー状態, また, これらに関連した分子分光学の基礎的な部分が習得できる。

教科書

「バーロー物理化学〈下〉」東京化学同人; 第6版 (1999/05)
およびプリントを使用する。

参考書

量子化学(上、下巻)原田 義也著 裳華房 (2007/11/25)

授業時間外の学習(準備学習等について)

授業時間だけでは、この講義の内容を理解し、その理解を定着させることはできません。授業の復習は勿論のこと、予習も必要です。「授業計画」の欄にいつ教科書のどの節を講義するかが書かれているので、授業前にその節の内容を読み、分からない箇所を明確にしておいてください。(予習では全部分かる必要はありません)

授業の概要

電子が原子核に結びつくことで原子特有の性質が発現し, 個々の原子が電子を共有することで原子は新たに分子に変わる。 これら電子のふるまいや原子の性質,化学結合などミクロな化学的性質は量子化学により説明される。本講義では, 電子の波動性, 不連続なエネルギー準位, 波動方程式と量子力学の基礎原理や法則を解説するとともに, 化学結合と分子物性, および分子の反応性について量子化学の観点から説明する。

本授業は、対面授業で行う。

授業計画

第1回 量子化学発展の歴史(対面) 準備学習等 プリント
第2回 ボーアの原子模型・波と光子(対面) 準備学習等 教科書9・1
第3回 シュレディンガー方程式(対面) 準備学習等 教科書10・1
第4回 直線・箱の中の粒子(対面) 準備学習等 教科書9・1
第5回 環上の粒子(対面) 準備学習等 教科書9・5
第6回 演算子と量子力学の仮定・3次元の回転(対面) 準備学習等 教科書9・3
第7回 水素類似原子の量子力学I(対面) 準備学習等 教科書10・2
第8回 中間まとめ(中間試験を含む)(対面) 準備学習等
第9回 水素類似原子の量子力学II・軌道の相互作用の基本ルール(対面) 準備学習等 教科書10・7,10・9
第10回 電子の同等性・変分法と分子軌道法の手続き(対面) 準備学習等 教科書9・4
第11回 ヒュッケル分子軌道法(対面) 準備学習等 プリント
第12回 対称性と群論(対面) 準備学習等 教科書11・1,11・3
第13回 可約表現と既約表現(対面) 準備学習等 教科書11・4
第14回 指標表の利用(対面) 準備学習等 教科書11・5
第15回 群論の量子化学への応用(対面) 準備学習等 プリント
第16回 定期試験 準備学習等

成績評価

授業目標(達成目標)の1〜3の達成度で成績評価を行う。C(合格)となるためには, 1~3に挙げたすべての項目で基本的な問題が解けることが必要である。成績は, 中間試験(45%), 定期試験(45%), レポート(10%)により総合的に評価する。