2018年度 量子化学特論   Advanced Quantum Chemistry

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開講元
化学コース
担当教員名
河内 宣之  大島 康裕  木口 学  北島 昌史  西野 智昭 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
月5-6(H116)  木5-6(H116)  
クラス
-
科目コード
CHM.C432
単位数
2
開講年度
2018年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
2018年3月20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

現代の物理化学分野における先端的研究に関連した内容について講義する。具体的な項目は以下の2つである。
(1)原子分子衝突、
(2)表面化学
物理化学分野における先端的研究の理解に必要な基礎知識や基礎理論、実験方法やその原理などを習得してもらうことが目的である。

到達目標

原子分子のミクロな世界における
(1) 原子分子衝突、
(2) 表面化学
に関する先端的な研究について、量子力学理論に基づいた理解を目指し、必要な基礎知識や基礎理論、実験方法やその原理などについて修得し、その知識の実践的な活用の能力を高める。

キーワード

原子分子衝突、衝突断面積、一般化振動子強度、非断熱遷移
表面の構造と電子状態、吸着、表面反応、固体触媒

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力

授業の進め方

講義は、前半において項目(1)原子分子衝突、後半において項目(2)表面化学、を扱う。
講義の他、必要に応じて演習問題を課し、解答をレポートとして提出する。
講義に臨むにあたり、講義項目について予習すること。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 化学反応と原子分子衝突 化学反応と原子分子衝突の関係を理解する
第2回 原子分子衝突の一般論1: 衝突と断面積 衝突断面積、部分断面積、微分断面積について理解する
第3回 原子分子衝突の一般論2: 古典的な衝突と衝突断面積 古典論に基づいて、原子分子衝突の描像をつかむ
第4回 原子分子衝突の一般論3: 連続状態の波動関数と量子論的な衝突断面積 衝突は連続状態の波動関数と関係すること、量子論における断面積と波動関数の関係を理解する。
第5回 量子力学による衝突理論: 部分波の方法、ボルン近似 衝突断面積を部分波の方法およびボルン近似で求める
第6回 量子力学による衝突理論: ベーテの理論と一般化振動子強度 ベーテの理論と一般化振動子強度を理解する
第7回 量子力学による衝突理論: 非断熱遷移 非断熱遷移の概念を理解する
第8回 表面の構造と電子状態 表面に特有な構造変化や電子状態を説明できる
第9回 固体表面の吸着現象 物理吸着と化学吸着の違いを説明する
第10回 表面の動的過程 吸着化学種の拡散過程を説明する
第11回 表面反応 表面反応の速度論を説明する
第12回 固体触媒 表面素過程の反応速度を説明する
第13回 金属・半導体の表面 金属・半導体表面における化学過程を説明する
第14回 表面修飾 機能性表面の化学的設計を例を挙げて説明する
第15回 総括 学んだ各項目を簡単に要約する。

教科書

特になし

参考書、講義資料等

講義で資料を配布
参考書: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) 高度な量子力学理論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、期末試験(90%)、各授業での演習内容や質問などの活動(10%)
(3) 到達目標の (1)衝突、(2)光化学 を各45点で評価

関連する科目

  • CHM.C431 : 分子化学特論
  • LAS.C105 : 量子化学基礎
  • CHM.C201 : 量子化学序論
  • CHM.C401 : 物理化学基礎特論

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特に無し。

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mkitajim[at]chem.titech.ac.jp,

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