前期集中 その他 連講. 単位数/Credit(s): 1. 担当教員/Instructor : 森田 明弘. 学期/Semester: 前期集中. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SCH-PCH509J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.
理学研究科化学専攻 計算分子科学研究室
溶液内の化学反応速度論
Theory of chemical reactions in solutions
多くの有機・無機・生体の化学反応は溶液内で起こり、それらの反応を分子レベルで理解するには、反応する分子を取り巻くたくさんの溶媒分子の役割を把握する見方が重要である。気相中の化学反応と溶液内の反応の違いは、溶媒効果によって生じるためである。本講義ではその溶媒効果の捉え方について、統計力学的な観点から解説する。溶媒効果には、動的な側面と静的（平衡論的）な側面が存在することを示し、拡散やブラウン運動、自由エネルギーなどの概念を解説する。さらに、それらをもとに典型的な溶液内反応(拡散律速反応、反応障壁越えを含む活性化反応、電子移動反応など)の速度論を解説する。
Many organic, inorganic or biological reactions take place in solutions. During the reactions, solute molecules change their states in an environment surrounded by many solvent molecules. The difference between chemical reactions in gas phase and in solutions is attributed to the role of solvent. To understand the mechanism of reactions in solutions, therefore, we need to treat the role of solvent molecules from microscopic viewpoints. We classify the role of solvent into dynamical and static (equilibrium) aspects, and then deal with fundamental concepts of statistical mechanics, including diffusion, Brownian motion, and free energy. We further discuss mechanisms and kinetics of typical chemical reactions in solutions, such as diffusion-limited reactions, barrier crossing in solutions, and electron transfer.
・物質のゆらぎと応答の関係を学ぶ。
・溶媒の役割を動的および平衡論的側面から捉える。
・溶液内化学反応を自由エネルギー面上のダイナミックスとして捉える。
・電子移動反応の特徴と反応速度を支配する要因を理解する。
* To learn the relation between fluctuation and response of materials
* To understand the effects of solvent in chemical reaction
* To understand chemical reactions in solutions in terms of free energy and molecular dynamics
* To unerstand the mechanism and kinetics of electron transfer reactions
・溶媒効果とは－溶液内反応と気相反応の違い
・拡散律速反応
・活性化障壁を超える反応（遷移状態理論、Kramers理論およびその展開）
・溶媒和自由エネルギー
・電子移動反応（Marcus理論）
* Role of solvent in chemical reaction kinetics
* Diffusion-limited reactions
* Barrier-crossing reactions
* Solvation free energy
* Electron transfer reactions
出席とレポート提出による。
Evaluating attendance and submitted report
幸田、小谷、染田、阿波賀編「大学院講義 物理化学（第2版）II. 反応速度論とダイナミクス」（東京化学同人）
提出のためのレポートを作成する。
Preparing report for submission
クラスコード jwjggno
連絡先 morita@tohoku.ac.jp
Class code: jwjggno
e-mail: morita@tohoku.ac.jp