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Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
材料の機能や特性の多くは、材料中の電子と原子の振る舞いを知ることによって理解することができる。逆に、材料中の電子と原子の振る舞いを理解できれば、より高い性能・機能を持った材料を理論的に設計することが可能である。ここで、材料中の電子の挙動を明らかにするには、量子化学の概念と手法の理解が必要である。量子化学の基本はシュレーディンガーの波動方程式であり、これを基礎に分子軌道法が発展した。現在では、コンピュータを活用することで、分子軌道法により材料の電子状態を解くことによって、材料の機能や特性を理解することができ、さらには新しい材料を予測することも可能となっている。本講義では、量子化学を習得するための基礎として、①原子オービタルと分子オービタル、➁分子軌道法、➂ヒュッケル法、④固体のバンド理論について学習する。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
Most functions and properties of materials can be understood from the behaviors of atoms and electrons in materials. Conversely, understanding the behaviors of atoms and electrons realizes the theoretical design of the materials with high performance and functions. Here, understanding the behavior of electrons requires knowledge on the concept and method of quantum chemistry. Basics of quantum chemistry is Schrodinger equation and molecular orbital theory has grown and advanced on the basis of the Schrodinger equation. Solving electronic states of materials by molecular orbital theory and computer realizes the understanding and predicting of the functions and properties of materials. In this class, 1) atomic orbital and molecular orbital, 2) molecular orbital theory, 3) Huckel theory, and 4) band theory of solids are given for understanding the basics of the 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，前学期に学んだ量子化学Iの知識をもとに，まずシュレーディンガー方程式の近似解法(変分法と摂動法)を学ぶ。続いてハートリー・フォック法を多電子原子系に適用し，スレーター行列式，電子スピン，原子の多重項構造などを理解する。その後，分子軌道法を二原子分子，さらに多原子分子に適用して，化学結合の本質や分子構造がどのように定まるのかなどを学ぶ。この一連の講義を通して，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。
Quantum chemistry is an important subject as a basis of all fields of modern chemistry. In this lecture series the students learn firstly the approximation methods for solving Schrodinger equations, variational method and perturbation theory, based on the knowledge of the lectures on "Quantum Chemistry I" last semester. Next they applied Hartree-Fock approximation to multi-electron atoms and understand Slater determinant, electron spin, multiplet electron structures of atoms, and so on. Finally, they learn the nature of the chemical bonds and how the molecular structures are determined, by applying molecular orbital theory to diatomic and polyatomic molecules. Through the series of lectures students develop the fundamental knowledge for applying quantum chemistry to various problems in chemistry.
物理化学・量子化学の基礎となる量子力学とその化学結合への応用について学ぶ。具体的には、量子力学における数学的手法・近似法、原子構造、化学結合、原子価結合、分子軌道理論について学ぶ。
The course deals with the introduction to the principles of quantum mechanics and their application to chemical systems.Topics include the formalism and mahtematical tools of quantum mechanics; approximate methods; atomic structure; the chemical bond,valence bond; and molecular orbital theory.
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.
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.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
※この科目では、必要に応じて、Classroomを使用して講義資料の提供やレポート提出を行います。
※また、状況に応じて、ZoomかGoogle Meetを利用したオンライン講義とする場合もあります。オンライン講義などの詳細についてはClassroomのお知らせに記載します。
１．目的
電子の関係する先端材料の理解と開発には電子論的な知識が必須である。この分野の高学年における高度の専門分野の授業が理解できるための固体物性の基礎知識を修学する。
２．概要
固体中の電子の性質を理解するため，電子の自由電子的振舞い，金属および半導体のバンド構造や電子状態に基づく電気的・光学的性質を解説する。
３．達成目標等
この授業では、主に以下の能力を修得することを目標とする。
・本学科の学習・教育目標のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに関する能力を含めて修得する。
・物性と深い関連を有する電子の基礎的量子現象，物質の電気的性質を理解する。
・専門科目である磁性材料学，界面物性学，電子材料学，セラミックス材料学の理解の助けになる基礎知識を体得する。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
*In this course, Classroom will be used to provide lecture materials and submit reports as needed.
*Online lectures may also be given via Zoom or Google Meet, depending on the situation. Details on online lectures and other details will be provided in the Classroom announcement.
1. Objective
Electron's property in solid state is essential for understanding and developing advanced materials involving electrons. This course is designed to provide basic knowledge of solid state physics to enable students to understand advanced specialized courses in this field in their senior year.
2. Outline
In order to understand the properties of electrons in solids, the free electron behavior of electrons and the electrical and optical properties of metals and semiconductors based on their band structures and electronic states will be explained.
3. Objectives
In this class, the main objectives are to acquire the following abilities.
To acquire abilities related to A, B, C, and D of the learning and educational objectives of the department.
To understand basic quantum phenomena of electrons and electrical properties of materials, which are closely related to physical properties.
To acquire basic knowledge that will help in understanding the specialized subjects of magnetic materials, interface materials science, electronic materials science, and ceramic materials science.
物質の構成単位である原子および分子の構造と化学結合に関する基礎を与える。原子の構造、電子配置と周期表、分子軌道と分子構造など化学結合の基礎を量子化学の概念に基づいて解説する。
Learn fundamentals of atomic and molecular structures and their chemical bonds, that are constituent units of matter.
Learn fundamentals of chemical bond such as atomic structure, electronic configuration and periodic table, molecular orbitals and structures, based on concept of quantum chemistry.
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.
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.