[講義の概要]本講義では、周期表の水素、sブロック元素、pブロック元素の各元素の特徴および用途などを通じて無機化学の多様性および魅力について解説する。
[講義のねらい] 水素吸蔵合金、リチウムイオン電池、マグネシウム合金など身の回りでも広く使われている製品の機能の根源を知ることで、無機化学がいかに生活に密着した分野であるかを知ることができる。また、元素固有の性質・特徴を理解することは新たな機能性材料を設計する上でも必要不可欠である。この講義ではdおよびfブロック元素を除く1, 2族および13から18族の元素について解説し、各族の元素の基礎的な性質および元素の多様性を理解し、元素固有の性質・機能がどのように化合物の性質を決定しているかを理解することを目的とする。
本講義を履修することによって次の能力を修得する。
1) 周期表に並ぶ各族の元素の基礎的な性質および元素の多様性を理解する。
2) 元素固有の性質・機能がどのように化合物の性質を決定しているかを説明できる。
水素、sブロック元素、pブロック元素、機能材料
✔ 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) |
この講義では周期表にしたがい、まず他の元素と大きく性質が異なる水素の化学について解説し、続いて1族元素、2族元素のsブロック元素について、さらにpブロックの元素について族ごとに系統的に解説し、それら各元素の特長について学ぶ。最終日には理解度確認のための期末試験を実施する。
授業計画 | 課題 | |
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第1回 | 水素 | 他の元素とは大きく異なる水素の独特な性質および水素の二元化合物の性質を説明できる。 |
第2回 | 1,2 族元素; s-ブロック金属 | 1,2族元素の産出と単離および性質と用途を説明できる。 |
第3回 | 13族元素 | 13族元素の産出と単離および性質と用途、さらにpブロック元素に見られる特徴的な傾向を説明できる。 |
第4回 | 14族元素 | 生体や機能材料における14族元素の重要性を説明できる。 |
第5回 | 15, 16族元素 | 広い範囲の酸化状態をもつ15および16族元素の多様性を説明できる。 |
第6回 | 17, 18族元素 | ハロゲン同士、ハロゲンと酸素、ハロゲンと希ガスがつくる広範囲の化合物の構造をVSEPRモデルを用いて説明できる。 |
第7回 | 理解度確認のための演習と解説 | 1~6回の講義内容を理解し、演習問題に解答できる。 |
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。
P. Atkins, T. Overton, J. Rourke, M. Weller, F. Armstrong著、田中、高橋、安部、平尾、北川 訳「シュライバー・アトキンス無機化学(上・下)」第6版(東京化学同人)ISBN: 978-4-8079-0898-1(上)、978-4-8079-0899-8(下)
1) 指定なし。
2) 授業で扱う全ての資料は、事前にOCW-iにアップする。
期末試験(70%)、授業参加度(30%)(授業参加度は授業中の小テストなどにより算出する)
履修の条件は設けないが、無機化学第一(結合論)、無機化学第二(反応と構造)、無機化学(材料化学)(CAP.B223.E)を履修していることが望ましい。
高尾俊郎 (takao.t.aa[at]m.titech.ac.jp、 内線2580)
メールで事前予約すること。