量子化学 [S2][対面] ｜シラバス情報

開講年度

2025年度

開講学期

後期

科目名

量子化学

授業種別

講義

科目名（英語）

Quantum Chemistry

授業情報(授業コード・クラス・授業形態)

A1800065 量子化学 [S2][対面]

担当教員

徳永健

単位数

2.0単位

曜日時限

月曜4限

キャンパス

新宿

教室

A-0762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 80 ％
3 汎用的問題解決力の修得 20 ％
4 道徳的態度と社会性の修得 0 ％

具体的な到達目標

・量子論の基本概念と特徴的な現象を理解できる。・量子論を原子・分子に当てはめて考え、反応性を理解できる。・分子の回転・振動準位と、それに基づくスペクトルを理解できる。・分子の電子状態と、それに基づくスペクトルを理解できる。・分子の核・電子スピンの状態と、それに基づくスペクトルを理解できる。

受講にあたっての前提条件

物理化学Ⅰ、物理化学Ⅱ、物理化学Ⅲを履修していることが望ましい。

授業の方法とねらい

【授業の方法】
・第1回：遠隔オンデマンドで実施します。必ず、第2回（9/15）の前日までに受講して下さい。
・第2回（9/15）〜第15回（1/5）：教室で対面で実施します。第9回は学習成果の確認（授業内試験）、第15回は学修到達度の確認（授業内試験）です。試験以外の回は、毎回課題を解いて提出します。
・第2〜8, 10〜14回は、予習として授業の板書を自分のノートに書くことが必要です。板書の資料はKU-LMS(学修支援システム)に用意します。授業中に板書をノートに書き写すための時間は設けません。
※ 第1回を遠隔オンデマンドで実施しますので、回の進みが他の授業よりも1回早くなる点に注意して下さい。

【授業のねらい】
化学的現象や反応の多くは、原子や分子の振動状態・回転状態・電子状態を考慮することによって理解することができる。また、化学の分野で使用される測定機器の原理は、量子化学の知識なしには理解できない。この科目の前半では、量子論の基本概念を理解し、原子・分子に当てはめて議論できることを目的とする。後半では、原子・分子の振動状態・回転状態・電子状態・スピンの状態と各種スペクトルの関係を理解できることを目的とする。

AL・ICT活用

e-ラーニング等ICTを活用した自主学習支援

第1回

授業形態

遠隔（オンデマンド）

事前学習

微分、積分、指数、対数、複素数、三角関数などの高校数学の基礎を復習しておくこと。

1時間

授業内容

ガイダンス、高校数学の基礎の復習
※ 第2回（9/15）の前日までに受講すること。

事後学習・事前学習

【事後学習】高校数学の基礎を復習すること。
【次回の事前学習】テキストのトピック7A,7B,7Cを読んでくること。次回の板書の内容を自分のノートに書いてくること。

2時間

第2回

授業形態

対面

授業内容

量子論の基礎（波動関数、演算子、固有値）

事後学習・事前学習

【事後学習】テキストのトピック7A,7B,7Cを復習すること。
【次回の事前学習】テキストのトピック8Aを読んでくること。次回の板書の内容を自分のノートに書いてくること。

4時間

第3回

授業形態

対面

授業内容

量子論の基礎（期待値、不確定性原理、箱の中の粒子）

事後学習・事前学習

【事後学習】テキストのトピック8Aを復習すること。
【次回の事前学習】テキストのトピック8Bを読んでくること。次回の板書の内容を自分のノートに書いてくること。

4時間

第4回

授業形態

対面

授業内容

量子論の基礎（トンネル現象、調和振動子）

事後学習・事前学習

【事後学習】テキストのトピック8Bを復習すること。
【次回の事前学習】テキストのトピック8Cを読んでくること。次回の板書の内容を自分のノートに書いてくること。

4時間

第5回

授業形態

対面

授業内容

量子論の基礎（回転運動）

事後学習・事前学習

【事後学習】テキストのトピック8Cを復習すること。
【次回の事前学習】テキストのトピック9A,9B,9Cを読んでくること。次回の板書の内容を自分のノートに書いてくること。

4時間

第6回

授業形態

対面

授業内容

原子構造と原子スペクトル

事後学習・事前学習

【事後学習】テキストのトピック9A,9B,9Cを復習すること。
【次回の事前学習】テキストのトピック10A,10B,10Cを読んでくること。次回の板書の内容を自分のノートに書いてくること。

4時間

第7回

授業形態

対面

授業内容

原子価結合法と分子軌道法（二原子分子）、光電子分光法

事後学習・事前学習

【事後学習】テキストのトピック10A,10B,10Cを復習すること。
【次回の事前学習】テキストのトピック10D,10Eを読んでくること。次回の板書の内容を自分のノートに書いてくること。

4時間

第8回

授業形態

対面

授業内容

分子軌道法（ヒュッケル法）、フロンティア軌道理論

事後学習・事前学習

【事後学習】テキストのトピック10D,10Eを復習すること。
【次回の事前学習】中間試験に向けて、第8回までの学習内容を復習すること。

6時間

第9回

授業形態

対面

授業内容

学習成果の確認（授業内試験）
※ 授業の進行状況によって、この試験を実施する回が前後にずれる場合があります。

事後学習・事前学習

【事後学習】試験を復習すること。
【次回の事前学習】テキストのトピック11A,11B,11Cを読んでくること。次回の板書の内容を自分のノートに書いてくること。

4時間

第10回

授業形態

対面

授業内容

分子の対称性

事後学習・事前学習

【事後学習】テキストのトピック11A,11B,11Cを復習すること。
【次回の事前学習】テキストのトピック12A,12B,12C,12D,12Eを読んでくること。次回の板書の内容を自分のノートに書いてくること。

4時間

第11回

授業形態

対面

授業内容

分子の回転スペクトルと振動スペクトル

事後学習・事前学習

【事後学習】テキストのトピック12A,12B,12C,12D,12Eを復習すること。
【次回の事前学習】テキストのトピック13A,13Bを読んでくること。次回の板書の内容を自分のノートに書いてくること。

4時間

第12回

授業形態

対面

授業内容

電子スペクトル、蛍光とりん光

事後学習・事前学習

【事後学習】テキストのトピック13A,13Bを復習すること。
【次回の事前学習】テキストのトピック14A,14Bを読んでくること。次回の板書の内容を自分のノートに書いてくること。

4時間

第13回

授業形態

対面

授業内容

核磁気共鳴（NMR）

事後学習・事前学習

【事後学習】テキストのトピック14A,14Bを復習すること。
【次回の事前学習】テキストのトピック14Dを読んでくること。次回の板書の内容を自分のノートに書いてくること。

4時間

第14回

授業形態

対面

授業内容

電子スピン共鳴（ESR）

事後学習・事前学習

【事後学習】テキストのトピック14Dを復習すること。
【次回の事前学習】期末試験に向けて、総復習（全範囲）を行うこと。

6時間

第15回

授業形態

対面

授業内容

学修到達度の確認（授業内試験）

事後学習

【事後学習】すべての学習内容と試験を総復習する。

1時間

成績評価の方法

・各回の課題（15%）、第9回の中間試験（35%）、第15回の期末試験（50%）で評価する。
・中間試験は、前半の基礎的内容から出題する。
・期末試験は、全範囲から出題する。

受講生へのフィードバック方法

授業内で課題を返却する際に口頭で講評を述べます。

教科書

「アトキンス物理化学（上）（下）第10版」Peter Atkins, Julio de Paula著、中野元裕ら訳、東京化学同人（2017）

参考書

特になし。授業中に紹介する。

オフィスアワー

普段は八王子にいますので、基本的には、授業前後に講義室で質問して下さい。
オフィスアワーは水曜 12:00-13:45です。八王子4号館3階04-306に居ます。
メールによる質問はいつでも受け付けます。ft13309@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

量子化学の基礎を理解すると、物質の性質や化学反応を新たな視点から見ることができるようになります。
毎回、演習問題を解き、理解を深めます。数学が苦手な人は、高校数学を復習しましょう。

実務家担当科目

実務家担当科目ではない

実務経験の内容

教職課程認定該当学科

応用化学科

その他の資格・認定プログラムとの関連