物質 反応理論化学 5年・通年・選択・学修2単位
担当教員 佐藤 稔 連絡先 
講義の概要 量子化学的な概念を学び、フロンティア軌道法を基に化学反応(特に有機化学反応)を理論的に解釈できるようにする。
到達目標 1.量子論的な考え方を身につける。
2.フロンティア軌道法をもとに化学反応を予想したり、説明したりできること。
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
前期 第1週 量子化学の誕生 量子化学誕生の経緯  
第2週 光の二重性 光の波動性と粒子性  
第3週 Bohrの原子モデル Bohrの原子モデルにより原子スペクトルを理解する  
第4週 ドブロイ波 電子の波動性と粒子性、不確定性原理  
第5週 シュレーディンガーの波動方程式(1) シュレーディンガーの波動方程式とは何か  
第6週 シュレーディンガーの波動方程式(2) 波動関数の意味  
第7週 (中間試験)  
第8週 シュレーディンガーの波動方程式(3) 一次元の井戸型ポテンシャル  
第9週 シュレーディンガーの波動方程式(4) 電子の存在確率  
第10週 シュレーディンガーの波動方程式(5) 期待値  
第11週 水素型原子 Bohrの理論と量子論の違い  
第12週 フントの規則、パウリーの排他原理 フントの規則、パウリーの排他原理  
第13週 分子軌道法 結合性軌道と反結合性軌道  
第14週 フロンティア分子軌道論 フロンティア分子軌道論とは何か  
第15週 (期末試験)  
第16週 フロンティア分子軌道論 フロンティア電子密度  
後期 第1週 π電子密度 π電子密度の計算  
第2週 結合次数 結合次数の計算  
第3週 軌道の相互作用(1) 軌道の対称性と軌道の相互作用  
第4週 軌道の相互作用(2) 軌道のエネルギー準位と軌道の相互作用  
第5週 ヒュッケル分子軌道法 ヒュッケル分子軌道法とは何か  
第6週 ヒュッケル分子軌道法の計算(1) ヒュッケル分子軌道法のエネルギー計算  
第7週 ヒュッケル分子軌道法の計算(2) ヒュッケル分子軌道法の波動関数の計算  
第8週 (中間試験)  
第9週 ヒュッケル分子軌道法の計算(3) ヒュッケル分子軌道法の応用例  
第10週 軌道の相互作用の原理 軌道が相互作用する条件  
第11週 酸素と窒素分子の分子軌道 酸素と窒素分子の分子軌道の違い  
第12週 HOMOとLUMOの相互作用 HOMOとLUMOの相互作用  
第13週 軌道の対称性と立体選択(1) Diels-Alder反応  
第14週 軌道の対称性と立体選択(2) 環化反応、開環反応  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
学習教育目標 A,Bに対応 達成項目本科イ)、ロ)に対応 JABEE
認定基準
(A-2),(B-1),(d)-(1),(d)-(2)-a)に対応
教科書・参考書 教科書:寺阪利孝他「量子物理化学入門」(三共出版)
参考書:山辺信一他「プログラム学習 入門フロンティア軌道論」(講談社)             
評価方法及び合格基準 成績の評価は、定期試験の成績80%、小テストの成績20%で行い、合計の成績が60点以上の者を合格とする。
学生への
メッセージ
小テストを行うので講義中に理解し、質問があればその場で聞くこと。講義ノートの内容を見直し、講義に関係する例題・演習問解いておくこと。次回予定の部分を予習しておくこと。また、微分積分を復習すること。電卓の使用可。