前期 火曜日 ３講時 川北キャンパスＣ１０６. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員(所属)/Instructor (Position): 高石 慎也 所属：理学研究科. 対象学部/Object: 理（物3組）. 開講期/Term: １セメスター. 科目群/Categories: 全学教育科目学術基礎科目-基礎化学. 履修年度: 2024. 科目ナンバリング/Course Numbering: ZDC-CHE101J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.
各学部の履修内規または学生便覧を参照。
化学入門:原子・分子から固体まで
Introduction to chemistry from atoms, molecules to solids
化学は物質に関わる学問である。物質を構成する基本単位である原子・分子の構造と性質を理解することは、物質そのものの本質を理解するだけでなく、新物質・新反応の開発、資源・エネルギー・環境などの地球規模の諸問題の解決に重要である。ここでは，物質の分類や成り立ち，気体・液体・固体の状態変化とそのマクロな諸性質の起源について，原子・分子の化学結合様式やその集団的な振る舞いに基づいて解説する。
Chemistry is a science of substances. Understanding the structures and properties of atoms and molecules that constitute various substances as the basic units, not only leads to learning the essence of the substance itself, but also is indispensable for developing new substances and reaction schemes, to solve the global issues, such as resources, energy, and the environment. Here, the students will learn the classification and origin of substances, including the three states of matter, i.e., gas, liquid and solid and their macroscopic properties, based on the chemical bonding nature among atoms and molecules and the collective behavior of them.
・シュレディンガー波動方程式の意味と原子の構造を理解し、原子軌道の形が書ける。
・電子配置と元素の周期性の関係、イオン化エネルギー、電子親和力、電気陰性度が説明できる。
・化学結合（イオン結合、共有結合、配位結合、金属結合）が説明できる。
・物質の３態とそれらの特徴を原子・分子の結合とそれらの集団的振る舞いから説明できる
・ To understand the physical meaning of Schrodinger's wave equation and the structures of atoms, and to image the shapes of atomic orbitals.
・ To explain the element periodicity, the ionization energy, electron affinity, and electronegativity, based on the electron configuration in atoms.
・ To explain about chemical bonding nature among atoms and molecules (ionic bonds, covalent bonds, coordination bonds, and metallic bonds).
・ To explain the three states of matter and their properties based on the chemical bonding nature among atoms and molecules and the collective behavior of them.
第１回 原子模型、水素原子の原子スペクトル
第２回 光電効果、電子の波動性
第３回 不確定性原理、波動方程式
第４回 水素類似原子の原子軌道
第５回 原子中の電子の量子状態
第６回 原子パラメータ、酸化数
第７回 共有結合、同核2原子分子の分子軌道
第８回 異核2原子分子の分子軌道、結合次数
第９回 共有結合の極性、分子の形と混成軌道
第10回 理想気体、気体分子の速度分布
第11回 実在気体の状態方程式と液化
第12回 結晶と無定形固体、イオン結晶
第13回 イオン結晶の格子エネルギー、共有結合性結晶、金属結晶
第14回 分子結晶
第15回 まとめと期末試験
1st: Bohr’s model and atomic spectrum of atomic hydrogen,
2nd: Particle nature of light waves and photoelectric effect, and the wave nature of electrons
3rd: Uncertainty principle and Schrodinger's wave equation
4rd: Atomic orbitals of Hydrogenic atoms
5th: Quantum states of electrons in atoms and the periodic properties of elements
6th: Atomic parameters and their periodicity
7th: Covalent bond and molecular orbitals of homonuclear diatomic molecules
8th: Molecular orbitals of heteronuclear diatomic molecules and bond order
9th: Ionicity in covalent bonds, molecular shapes and hybrid orbitals
10th: Ideal gas and the velocity distribution of gas particles
11th: Van der Waals state equation for real gas and condensation
12th: Crystalline and amorphous solids, ionic crystals
13th: Lattice energy of ionic crystals, covalent crystals and metal crystals
14th: Molecular crystals
15th: Summary and Final Examination
試験（７０％）とレポート・出席状況など（３０％）に基づいて評価する。
Evaluation is based on the final examination (70%) and continuous assessment of homework assignments and class attendance (30%).
授業の前に教科書を読んで予習すること。
授業後に理解を深めるためにノートにより学習内容を整理し、演習問題を解くこと。
Read the textbook and prepare for class.
To deepen understanding after each class,review and summarize the content of learning looking back at the notes and solve the exercises and problems in the textbook etc..
不要