Syllabus data
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Teacher name ： KUWAMURA Naoto
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開講年度
2025Year
開講学期
Second Semester
科目名
Coordination Chemistry
授業種別
Lecture
科目名（英語）
Coordination Chemistry
授業情報(授業コード・クラス・授業形態)
A1900039 Coordination Chemistry
担当教員
KUWAMURA Naoto
単位数
2.0Credits
曜日時限
Tue.3Period
キャンパス
Shinjuku Campus
教室
A-0652教室
学位授与の方針
1 基礎知識の修得 0 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得 100 ％ 3 汎用的問題解決力の修得 0 ％ 4 道徳的態度と社会性の修得 0 ％ 具体的な到達目標
１）金属錯体の結合様式と配位構造の特徴を理解する。
２）金属と配位子により形成される電子状態を理解する。 ３）錯体の構造や性質の解析手法について理解する。 ４）錯体の主要な反応性について理解する。 ５）触媒科学における錯体の機能について理解する。 ６）生命科学における錯体の機能について理解する。 受講にあたっての前提条件
有機化学Ⅰ、有機化学Ⅱ、無機化学Ⅰ、無機化学Ⅱ、高分子合成化学を履修済みであることが望ましい
授業の方法とねらい
金属錯体は、無機物である金属イオンと有機物である配位子からなり、酵素の活性中心や色素や触媒などに含まれれたり利用されたりするため、合成化学、生命化学、材料科学など、広い学術分野に関連する物質群です。金属錯体は、金属イオンと配位子の組み合わせや構造により性質や反応性が変わるため、古くから系統的に研究がなされており、この研究分野を錯体化学または配位化学といいます。本授業では、金属と有機分子により構成されるd金属錯体の多様な電子構造、物性、反応性の基礎を体系的に理解することで錯体化学の素養を身につけます。また、錯体化学の実例について学ぶことで化学技術者としての考察力と応用力を養います。
AL・ICT活用
Not used
第1回
授業形態
対面
事前学習
これまでの学習で得た錯体化学に関する基礎知識を復習しておく（例えば、参考書「理工系基礎レクチャー 無機化学」chapter 14 “錯体化学の基礎”の内容）。
2時間
授業内容
現代の錯体化学：遷移金属錯体の歴史的発展を概観し、錯体を構成する金属、配位子の多様性を知り、錯体化学に属する研究分野を理解する。
事後学習・事前学習
配布資料を再読する。第2回授業の電子教材と参考書「理工系基礎レクチャー 無機化学」chapter 16 (16.1) “d軌道の方向性”を参照し、特に、四配位および六配位錯体の構造と5つのd軌道の形と向きについて予習する。
4時間
第2回
授業形態
対面
授業内容
錯体の命名と構造：IUPAC無機化学命名法に則った錯体の基本的な命名法を習得する。錯体の構造として主に中心金属の配位数4〜6の構造について具体例を通して学ぶ。その際、配位子の種類、数、立体的要因、金属中心のd電子が錯体の構造を決定していることを理解する。
事後学習・事前学習
電子教材とノートを再読・復習する。第3回授業の電子教材を参照し、学習内容と疑問点を整理しておく。
4時間
第3回
授業形態
対面
授業内容
錯体の異性体、金属と配位子の結合様式、錯体の電子数：錯体の構造の内容の続きとして錯体の異性体の種類を分類する。分子軌道の概念を用いて中心金属と配位子の結合様式について理解することができる。また、EAN則に基づく錯体の電子数の2つの数え方を習得する。
事後学習・事前学習
電子教材とノートを再読・復習する。第4回授業の電子教材を参照し、知識を定着させるとともに、学習内容と疑問点を整理しておく。これまでに”行列”を学習していないものは、高校数学の教科書（数学C）や参考書に目を通し、行列の演算の仕方を予習しておく。
4時間
第4回
授業形態
対面
授業内容
分子の対称性と群論：対称操作、点群について学び、具体例を通して、点群の決定や指標表の見方・基本的な使い方を習得することができる。
事後学習・事前学習
電子教材、配布資料とノートを再読・復習する。第5回授業の電子教材と参考書「理工系基礎レクチャー 無機化学」chapter 16 (16.2) “d軌道の分裂”を参照し、知識を定着させるとともに、学習内容と疑問点を整理しておく。
4時間
第5回
授業形態
対面
授業内容
結晶場理論と配位子場理論：初期に提案された結晶場理論と、その後に発展し、確立された配位子場理論を学ぶことで、主に八面体型錯体の形成における安定化や電子反発による不安定化を理解することができる。また、第4回までに学習した知識を応用し、対称適合線形結合によって、金属中心（d軌道）と配位子（σ結合、π結合）との結合性軌道を考察することができる。
事後学習・事前学習
電子教材、配布資料とノートを再読・復習する。第6回授業の電子教材を参照し、知識を定着させるとともに、学習内容と疑問点を整理しておく。
4時間
第6回
授業形態
対面
授業内容
電子スペクトルと磁性：電子スペクトルにおける吸収帯（d-d遷移、スピン禁制遷移、電荷移動遷移）を分類し、d-d遷移と配位子場分裂との関係を学ぶ。錯体の色や磁性が配位子場による錯体の構造・電子状態を反映していることを理解することができる。
事後学習・事前学習
電子教材、配布資料とノートを再読・復習し、第1〜6回授業の理解度を確認する。第7回授業の電子教材にある知識を定着させるとともに、学習内容と疑問点を整理しておく。
5時間
第7回
授業形態
対面
授業内容
錯体の構造を同定する一般手法：錯体の溶液状態、結晶状態の構造を決定するために用いられる一般的な分析手法に触れる。これらを駆使して、錯体の構造が多角的に決定されることを理解することができる。
事後学習・事前学習
電子教材、配布資料とノートを再読・復習する。学生実験でNMRスペクトルの基礎を学習していれば、これを復習し、第8回授業の電子教材にある知識を定着させるとともに、学習内容と疑問点を整理しておく。
4時間
第8回
授業形態
対面
授業内容
有機金属錯体の構造解析：汎用性の高いNMR、IR分光法を用いる有機金属錯体の構造解析の例に触れることで、有機化合物の構造解析との共通点や相違点を学ぶことができる。
事後学習・事前学習
電子教材とノートを再読・復習する。第9回授業の電子教材と参考書「理工系基礎レクチャー 無機化学」chapter 19 (19.1) “配位子置換反応”を参照し、知識を定着させるとともに、学習内容と疑問点を整理しておく。
4時間
第9回
授業形態
対面
授業内容
配位子置換反応：錯体の安定性、配位子置換反応とその分類について学ぶ。置換反応の起こりやすさや選択性について予測することができる。
事後学習・事前学習
電子教材とノートを再読・復習する。第6回授業までに実施した課題も復習し、再確認する。第10回授業の電子教材と参考書「理工系基礎レクチャー 無機化学」chapter 19 (19.2) “電子移動反応”を参照し、知識を定着させるとともに、学習内容と疑問点を整理しておく。
4時間
第10回
授業形態
対面
授業内容
確認テスト、電子移動反応：前半には第1〜6回授業の内容の確認テストを実施する。後半は電子移動反応における内圏機構と外圏機構について学ぶ。2つの金属中心の間で進行する電子移動が多段階で進行し、錯体の電子構造や架橋配位子の種類によって電子移動速度が異なってくることを理解することができる。
事後学習・事前学習
電子教材とノートを再読・復習する。第11回授業の電子教材を参照し、知識を定着させるとともに、学習内容と疑問点を整理しておく。
4時間
第11回
授業形態
対面
授業内容
錯体の主要な素反応：酸化的付加、還元的脱離、挿入反応といった主要な素反応について学ぶ。これらの素反応の前後の錯体の状態（配位数、電子数、酸化数など）を理解することができる。
事後学習・事前学習
電子教材とノートを再読・復習する。第12回授業の電子教材を参照し、知識を定着させるとともに、学習内容と疑問点を整理しておく。
4時間
第12回
授業形態
対面
授業内容
触媒反応への応用：代表的な触媒反応における錯体の触媒としての機能を学ぶ。錯体の主な素反応を組み合わせ、触媒サイクルを記述することができる。
事後学習・事前学習
電子教材とノートを再読・復習する。第13回授業の電子教材を参照し、知識を定着させるとともに、学習内容と疑問点を整理しておく。
4時間
第13回
授業形態
対面
授業内容
生命科学への応用：生命科学において錯体が応用されている代表例（ヒドロゲナーゼなど）を学ぶ。錯体化学的な視点でそれらの機能を理解することができる。
事後学習・事前学習
電子教材とノートを再読・復習する。
3時間
第14回
授業形態
遠隔（オンデマンド）
授業内容
学習内容の振り返り：理解度確認シートを利用して、第1〜13回目までの授業内容を振り返り、理解度を確認する。
事後学習・事前学習
理解度確認シートにおいて、特に低評価の項目について本講義の配布資料を再読したり、復習用教材を視聴したりして、どこまでのことを理解できているか整理する。
5時間
第15回
授業形態
対面
授業内容
学習到達度の確認（授業内試験）：第1〜13回目の授業内容を試験範囲として学期末筆記試験を行う。
事後学習
学期末筆記試験に出題された問題を復習する。
1時間
成績評価の方法
事前学習と授業への出席を前提とし、各回授業で実施する課題と第10回授業で実施する確認テストをもって平常点とする。提出物に未受理があれば平常点から減点する。学期末筆記試験を第15回目に実施する。平常点と学期末筆記試験の評価割合を60:40とする。A+〜D, Fの6段階評価でD以上の者を合格とする。
受講生へのフィードバック方法
課題は次回授業時にフィードバックする。
教科書
指定教科書なし。教材（紙およびpdf）をテキストとして配布する。
参考書
○「新版 錯体化学 基礎と最新の展開」基礎錯体工学研究会編（講談社サイエンティフィク）
○「シュライバー・アトキンス無機化学(下) 第6版」Mark Weller他著 田中勝久他訳（東京化学同人） 〇「SDGs 無機化学の基礎」矢野重信、木下勇、山村剛士 企画・監修（培風館） ○「詳説 無機化学」福田豊、海原純男、北川進、伊藤翼、編（講談社サイエンティフィク） ○「ベーシックマスター 無機化学」増田秀樹、長嶋雲兵、共編（オーム社） ○「理工系基礎レクチャー 無機化学」鵜沼英朗、尾形健明著（化学同人） オフィスアワー
オフィスアワーは水曜 12:00-13:30です。八王子4号館3階04-307に居ます。
メールによる質問はいつでも受け付けます。ft13725@ns.kogakuin.ac.jp にメールを送って下さい。 受講生へのメッセージ
錯体は身近に感じないかもしれませんが、身近に使われている物質で、学問としての裾野が非常に広いです。
どこに応用されていて、それがどのように理解されているか、一度学習しておくと、今後化学を取り扱う場面で役に立つと思います。 授業では紙教材を配布し、これを使用して授業を進めますが、必要と感じたことを書き留められるよう、ノートも持参してください。 参考書は、図書館に配架されています。積極的に図書館を活用してください。 授業内容とちゃんと向き合い、理解に努め、授業でわからないことは放置せずに、調べたり聞いたりしてください。 実務家担当科目
Not applicable
実務経験の内容
教職課程認定該当学科
Not applicable
その他の資格・認定プログラムとの関連
関連する科目でない
教育課程コード
Ⅲ3c
教育課程コードの見方【例】 Ⅰ2a（Ⅰ…Ⅰ群、2…2年配当、a…必修） ※ a : 必修 b : 選択必修 c : 選択 ※複数コードが表示されている場合には入学年度・所属学科の学生便覧を参照のこと
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