前期 月曜日 ３講時. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員/Instructor : 大槻 幸義. 学期/Semester: 前期. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SCH-PCH211J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.
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量子化学研究室
量子化学Ｉ
Quantum Chemistry
量子化学は現代化学の基礎となる重要な分野である。本講義では，古典的波動方程式から出発して量子力学的波動方程式(シュレーディンガー方程式)の形式と基本的な問題を学ぶ。続いて量子化学の基礎となる量子力学の仮説と原理を理解する。さらに分子の並進・振動・回転運動への適用を学び，水素原子の電子状態の理解を通して，量子化学を化学の諸問題に適用する上での基本的な力を養う。
This is an introductory course of quantum chemistry. To qualitatively introduce the quantum mechanical wave equation (the Schrödinger equation), we start with classical wave equations and use simple classical-wave analogies to familiarize the students with the new concepts. After studying how to deal with some basic problems, we review the fundamental postulates and principles of quantum mechanics. Then, we apply quantum mechanics to chemistry-oriented issues such as translational, rotational and vibrational degrees of freedom of molecules, and the electronic structure of the hydrogen atom, which provide the basis to understand a variety of phenomena in chemistry.
・量子化学の基礎となる量子力学の基本理念を習得する。
・代表的な例についてシュレーディンガー方程式を立ててその解法を理解する。
・分子の並進・振動・回転の運動を量子力学によって理解する。
・水素型原子に量子力学を適用して，角運動量や動径波動関数・エネルギー固有値について理解する。
This course helps students understand the basic concept of quantum chemistry. Students learn about methods for dealing with typical examples such as a hydrogen atom, a harmonic oscillator and a rigid rotor.
１．古典論から量子論 （1回）
２．古典的波動方程式 （1．５回）
３．シュレーディンガー方程式と箱の中の粒子 （２．５回）
４．量子力学の仮説と一般原理 （３回）
５．分子の運動と量子力学－並進・振動・回転 （４．５回）
６．水素原子 （１．５回）
７．試験 （1回）
1. The dawn of the quantum theory
2. Classical wave equation
3. The Schroedinger equation and a particle in a box
4. Postulates and principles of quantum mechanics
5. Harmonic oscillator and rigid rotor: Applications to molecular spectroscopy
6. The hydrogen atom
7. Examination
演習レポート（６回程度）（40%），および試験（60%）の結果をもとに評価する。
Short tests 40%, examination 60%.
教科書：マッカーリ・サイモン「物理化学」上 1-6章 （東京化学同人）
参考書：講義の中で紹介する。
Physical Chemistry by D. A. McQuarrie and J. D. Simon (University Science Books), Chapter 1 - 6.
指定したテキストの授業当日の該当箇所を予習してくること。また、宿題を中心に復習を徹底すること。
Students are required to prepare for the assigned part of the designated textbook for each class. They are also required to make a thorough review, mainly by completing assignments.
授業実施方法 対面形式
クラスコード gmqgfyq
オフィスアワーは講義中に連絡する。それ以外の時間に質問などがある場合は，あらかじめメールなどで連絡すること。レポートは，指定のファイル名をつけたPDFファイルとして作成し，Google Classroom にアップロードし提出する。
Face-to-face class (code: gmqgfyq)