講義概要

I　化学で用いられる方法や考え方を修得する。所定の教科書を用いる。
II 量子化学の基礎を学ぶ。

講義の目的

　この授業は、東工大２類（材料系）の１年次を対象とした理系基礎科目の化学第２である。東工大の材料系には、金属工学科、有機材料工学科、無機材料工学科の３学科があり、２類に所属した学生は２年次でいずれかの学科に進学する。各学科の研究内容等は学科のＨＰ等を見ていただくとして、いずれの学科に進学しても必要かつ重要な知識である「量子化学」を扱う。量子化学というのは、量子力学という、前世紀の初めに生まれた学問体系を用いて物質の成り立ちを理解する学問である。もちろん、この授業だけで量子化学の全てを伝えることなど不可能で、この授業はあくまでも「量子化学入門」という位置づけになる。

　授業の内容は大きく３つに分かれる。まず最初は、なんで量子力学が必要かということと、量子力学の概念の理解だ。続いて、量子力学の基本的な方程式を具体的な例にあてはめて、どうなっているのかを調べる。そして、最後に水素原子に量子力学をあてはめて、原子の成り立ちを理解する。なお、２年次の物理化学において分子の成り立ちなどこの授業の続きを扱うことになる。また、学科により２年もしくは３年で、量子力学の知識を前提とした固体物理関連の授業が行われている。　

　というわけで、この授業は、「化学」という表題ではあるけれども高校のイメージで言うと「物理」に近いものになる。高校までの化学（特に合成など）が好きなひとには申しわけないが、化学を基礎から理解しようと思ったら避けて通れない道筋だと考えて欲しい。　
なお、2003年以前の授業ノートは
http://www.op.titech.ac.jp/lab/Take-Ishi/html/ki/
に掲載されているので合わせて参考にされたい。

講義計画

1.　11章―古典物理学の困難と量子力学の誕生
2.　11章―波動関数と量子力学の基礎的概念
3.　12章―1次元の並進運動
4.　12章―2次元の並進運動とトンネル効果
5.　12章―振動運動
6.　12章―2次元の回転運動
7.　12章―3次元の回転運動
8.　試験（出題範囲：11、12章）
9.　13章―水素類似原子の構造
10.　13章―原子軌道・分光学的遷移
11.　13章―多電子原子の構造
12.　13章―複雑な原子のスペクトル
13.　13章―項の記号と選択律・磁場の効果
14.　試験（出題範囲：13章）
15.　予備日

教科書・参考書等

P．W．Atkins(千原・中村訳)「物理化学（上）第6版」東京化学同人　 11～13章

関連科目・履修の条件等

2類の1年次を対象とした授業ですが、それ以外の人の受講も拒否しません。いずれの場合も授業中の私語を慎み、集中して授業を受けることを履修の条件とします。

成績評価

8週目と14週目に予定されている授業中の2回の試験を中心に行います。出席点は考慮しません。試験問題及び採点はクラス毎に独自に行いますが、合格者の平均点と得点の分散は両方のクラスで同じになるように調整します。

担当教員の一言

1．この授業の内容に関する質問を受け付ける時間(オフィスアワー)を設定します。その詳細については最初の授業時に案内します。
2．このコースは1年次の授業としては高いレベルです。予習・復習をきちんと行うとともにオフィスアワーを有効に利用して理解を深めて下さい。テストで十分な点を得られなかった学生の救済処置を行う予定はありません。
3．石川教員のクラスでは、申告した学生以外(学生、教職員を問わず)の参観も歓迎します。

その他