講義概要

物質は原子や分子という小さな粒子から成り立っていることはよく知っているだろう。本講義では、この原子や分子の構造はどうなっているか、また、どのようにして成り立っているか、ミクロな視点から概観する。原子や分子のようなミクロの世界を支配する量子力学を化学の問題に適用した量子化学の基礎について学び、物質の化学的性質が何によっているかを探ろう。

講義の目的

量子化学の基本を学び、量子力学に基づく物質観を養うための第一歩とする。具体的には下記の内容を中心に講義する。

講義計画

1.ミクロな粒子（電子、原子、光子など）の振る舞いとその理解：
　黒体放射、光電効果、物質波、Rutherfordの実験、エネルギー準位とスペクトル 、Bohrの原子模型、量子力学の起こり
2.ミクロな粒子の運動を記述する基本方程式：
　Schrodingerの波動方程式、演算子、波動関数、不確定性原理
4.簡単なモデル計算で描くミクロな世界（箱型ポテンシャルの例）：
　波動関数、量子数、エネルギー
5.１電子原子
　水素原子、水素類似原子
6.多電子原子
　原子軌道、パウリの原理、フントの規則
7.元素の性質の多様性と周期性：
　電子配置、周期律、イオン化エネルギー
8.なぜ２個の原子は分子になるか：
　化学結合、原子価結合法と分子軌道法

教科書・参考書等

理工系基礎化学（講談社サイエンティフィク）
アトキンス物理化学（東京化学同人）
ほか

関連科目・履修の条件等

成績評価

レポートおよび期末試験