2021年度 量子化学序論演習   Exercise in Introductory Quantum Chemistry

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開講元
化学系
担当教員名
大島 康裕  山崎 優一 
授業形態
演習    (対面)
曜日・時限(講義室)
火7-8(W331)  
クラス
-
科目コード
CHM.C203
単位数
1
開講年度
2021年度
開講クォーター
1Q
シラバス更新日
2021年3月19日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

 本講義は、関連する講義(量子化学序論)の深くて正確な理解をめざす演習形式の授業である。学生は、量子化学序論に関連した具体的な計算問題を自ら解き、授業内で解答や疑問点を発表する。
 解答について、教員や出席学生で議論し、量子化学序論の講義内容の深淵な理解につなげるとともに、議論しながら解答を見出すコミュニケーションの手法を学ぶ。

到達目標

本講義を履修することで次の能力を修得する。
(1) 講義(量子化学序論)で解説される原子・分子の運動状態や分子の結合性に関する量子化学について、理解する。
(2) 量子化学序論で学ぶ手法を用い、原子や分子について、量子状態のエネルギー、構造、色などを計算によって
求められるようになる。
(3) 自らの解答を他者に解説したり、議論によって問題解決を図る能力を身に付ける。

キーワード

波動関数、並進、回転、振動、電子運動、分子軌道

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)

授業の進め方

(1) 各回で、当日および次回用の演習問題を配布する。当日問題は、授業時間で解答する。次回問題は、
授業時間外に解答してレポートを作成し、次の授業開始までに提出する。
(2) 授業で、解答案を発表し、教員や参加学生と解答内容を議論する。教員指導のもと、学生全員で問題
 の正解を導く。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 量子力学の基礎原理、波動関数 分子の波動関数について説明できること。 レポーターを行うか、質問をするように心がけること。
第2回 1次元粒子の運動(分子の並進運動) 並進運動の波動関数について説明できること。 レポーターを行うか、質問をするように心がけること。
第3回 調和振動子(分子の振動運動) 2原子分子の振動運動の波動関数について説明できること。 レポーターを行うか、質問をするように心がけること。
第4回 回転運動と角運動量 2原子分子の回転運動の波動関数について説明できること。 レポーターを行うか、質問をするように心がけること。
第5回 分子のエネルギー:水素原子と多電子原子における電子の運動 水素原子および多電子原子の電子状態の波動関数について説明できること。 レポーターを行うか、質問をするように心がけること。
第6回 分子軌道と2原子分子の電子状態 2原子分子の電子状態の波動関数を説明できること。 レポーターを行うか、質問をするように心がけること。
第7回 混成軌道、共役分子および総合演習(試験) 混成軌道によって簡単な分子の化学結合を説明できること。また、分子のエネルギーを、量子論に基づいて説明できること。 レポーターを行うか、質問をするように心がけること。

授業時間外学修(予習・復習等)

学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する予習と復習(課題含む)をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

毎回、次回の演習問題を配布

参考書、講義資料等

マッカリー・サイモン著「物理化学(上)」(東京化学同人)、
アトキンス著「物理化学(上)(下)」(東京化学同人)

成績評価の基準及び方法

(1) 量子力学を用いた原子や分子の諸性質の説明についての理解度、応用力を評価
(2) 配点は、各授業での演習レポート内容、発表・質問などの授業中の学習活動
(3) 到達目標の(1)と(2)を各40点、(3)を20点で評価
(4) 全授業の出席と全レポート提出が単位取得の必須条件

関連する科目

  • CHM.C201 : 量子化学序論

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特に無し。量子化学序論を同時に履修することが望ましい。

連絡先(メール、電話番号)    ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

yamazaki[at]chem.titech.ac.jp, 03-5734-2235

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