国立大学法人 東京工業大学

講義の概要とねらい

回折法による分子構造、結晶構造の決定法の原理を説明する。次にX線回折強度測定方、結晶構造解析法の実際について理解を深め、自ら結晶構造解析をする知識と技術を身につけることができる。また、回折法について他分野で応用することができる力を身につけることができる。

結晶構造解析は、物質の固相（結晶相）を扱い、回折法により正確な分子構造・結晶構造を決定する手法である。この手法によって得られた構造データは、分子構造や物質の同定に限らず、構造に基づいた分子の性質、集合体の性質の理解に必須であるため、原子・分子レベルでの理解が求めらる化学では分野を問わず必須の手法の一つである。そこで、結晶の三次元構造はどのようにして解析されるのかについて、その原理と方法を解説する。授業前半では、基礎を学習する。まず、結晶格子によるX線回析と電子密度・構造因子について理解し、次に結晶の対称性、特に並進を伴う対称操作を理解する。後半では、具体的に結晶構造解析の進め方を学習する。すなわち、空間群の決定、直接法・重原子法（パターソン関数法を含む）などによる初期モデルの決定、最小二乗法による構造精密化、結果の表現という流れを理解する。最後に解析の実例を通じて最新の解析法と結果の評価を学習する。

到達目標

Ｘ線回折による結晶構造解析の理論を理解できる。特に結晶構造因子の導出と応用、フーリエ変換による電子密度の表現を理解できる。結晶の対称性とその表現方法を理解できる。結晶構造解析に使用する技術を具体的に理解できる。

キーワード

結晶構造、分子構造、Ｘ線、構造解析、X線回折

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

授業の進め方

授業中に演習を含める。後半に実際の結晶構造解析の実際についての説明を交える。

授業計画・課題

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

「X線・中性子による構造解析」大橋裕二（東京化学同人）,資料は必要に応じて配布する

参考書、講義資料等

大場茂著『X線結晶構造解析入門』化学同人、資料は必要に応じて配布する

成績評価の基準及び方法

結晶構造、構造解析法、結晶構造の考え方，計算法及びそれらの応用に関する理解度を評価する。期末試験（80％）、演習（20％）で成績を評価する。

関連する科目

• CHM.B301 ： 無機化学第二
• CHM.B331 ： 化学計測学
• CHM.B335 ： 固体化学
• CHM.B305 ： 無機・分析化学総合実験

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

なし