無機固体化学 [S1/S2][対面]

開講年度

2025年度

開講学期

前期

科目名

無機固体化学

授業種別

講義

科目名（英語）

Inorganic Solid−state Chemistry

授業情報(授業コード・クラス・授業形態)

A1300021 無機固体化学 [S1/S2][対面]

担当教員

大倉利典

単位数

2.0単位

曜日時限

火曜3限

キャンパス

新宿

教室

A-0715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) 結晶構造を理解し，その把握と描写が的確に行えるようになること，ならびに一般的な酸化物や鉱物について，構造の観点から諸性質の理解ができるようになること。(2) 化学結合とその結果形成される結晶に関する知識を用いて，相転移や固相反応などを理解する。(3) 原子，イオン，分子などのレベルで「特性（機能）」を理解できる。(4) 化学結合や固体構造が「特性（機能）」とどのような相関性をもつかを理解できる。

受講にあたっての前提条件

無機化学の基礎を理解していること。

授業の方法とねらい

最近の「固体の科学と技術」の進歩はめざましく，特に，環境材料，エネルギー材料の分野が急速に発展している。これらの材料（物質）を化学の立場から，構造・反応・物性に着目して考えてみよう。本講義では，無機材料を「固体の化学」として，構造論や反応論の基礎的事項を中心に概説する。さらに，物性論として，主として環境・エネルギー材料，電磁気材料および光学材料の基礎理論と応用を学び，近年目覚ましく展開されつつある新材料の理解を深める。
授業はパワーポイントを用いて講義形式で行う。また，毎回課すリアクションペーパーにより授業参画度を評価する。

AL・ICT活用

特に活用しない

第1回

授業形態

対面

事前学習

講義資料を学修支援システム（LMS）からダウンロードしておくこと。
第1回の授業計画に記されたキーワードについて調べておくこと。

1時間

授業内容

A 固体構造論
1. 化学結合と結晶構造
(1)単位格子と晶系(2)ブラベー格子とミラー指数

事後学習・事前学習

第1回の授業で解説した資料をよく読んで理解を深めること。
第2回の授業計画に記されたキーワードについて調べておくこと。

2時間

第2回

授業形態

対面

授業内容

2. 化学結合と結晶構造
(3)イオン結晶(4)共有結合性結晶(5) 結晶構造の分類と相互関係

事後学習・事前学習

第2回の授業で解説した資料をよく読んで理解を深めること。
第3回の授業計画に記されたキーワードについて調べておくこと。

2時間

第3回

授業形態

対面

授業内容

3. 結晶構造と格子欠陥
(1)格子欠陥の種類と表示法(2)内因性格子欠陥と外因性格子欠陥

事後学習・事前学習

第3回の授業で解説した資料をよく読んで理解を深めること。
第4回の授業計画に記されたキーワードについて調べておくこと。

2時間

第4回

授業形態

対面

授業内容

4. 無機結晶とガラス
(1)単結晶と多結晶(2)固溶体(3)結晶とアモルファス(4)ガラスとガラス構造

事後学習・事前学習

第4回の授業で解説した資料をよく読んで理解を深めること。
第5回の授業計画に記されたキーワードについて調べておくこと。

2時間

第5回

授業形態

対面

授業内容

B 固体反応論
5. 相転移
(1)固相転移(2)多形転移と転移速度

事後学習・事前学習

第5回の授業で解説した資料をよく読んで理解を深めること。
第6回の授業計画に記されたキーワードについて調べておくこと。

2時間

第6回

授業形態

対面

授業内容

6. 核生成と成長
(1)均一核生成と不均一核生成(2)結晶成長(3)ガラスの結晶化(4)結晶化ガラス

事後学習・事前学習

第6回の授業で解説した資料をよく読んで理解を深めること。
第7回の授業計画に記されたキーワードについて調べておくこと。

2時間

第7回

授業形態

対面

授業内容

7. 拡散とその工学的応用
(1)拡散の法則—拡散の種類(2)拡散とイオン伝導(3)固相反応(4)焼結

事後学習・事前学習

第7回の授業で解説した資料をよく読んで理解を深めること。
第8回の授業計画に記されたキーワードについて調べておくこと。

2時間

第8回

授業形態

対面

授業内容

C 固体物性論
8. 固体の誘電性を利用した材料
(1)誘電性の起源(2)結晶中の分極(3)誘電率の定義

事後学習・事前学習

第8回の授業で解説した資料をよく読んで理解を深めること。
第9回の授業計画に記されたキーワードについて調べておくこと。

2時間

第9回

授業形態

対面

授業内容

9. 固体の誘電性を利用した材料
(4)誘電体の種類(5)分極曲線(6)ペロブスカイト型化合物

事後学習・事前学習

第9回の授業で解説した資料をよく読んで理解を深めること。
第10回の授業計画に記されたキーワードについて調べておくこと。

2時間

第10回

授業形態

対面

授業内容

10. 固体の誘電性を利用した材料
(7)圧電性(8)焦電性(9)誘電体の応用

事後学習・事前学習

第10回の授業で解説した資料をよく読んで理解を深めること。
第11回の授業計画に記されたキーワードについて調べておくこと。

2時間

第11回

授業形態

対面

授業内容

11. 固体の磁性を利用した材料
(1)磁性の起源(2)磁性の種類(3)磁区と磁壁(4)磁化曲線

事後学習・事前学習

第11回の授業で解説した資料をよく読んで理解を深めること。
第12回の授業計画に記されたキーワードについて調べておくこと。

2時間

第12回

授業形態

対面

授業内容

12. 固体の光学特性を利用した材料
(1)光と原子の相互作用(2)レーザ発光の原理

事後学習・事前学習

第12回の授業で解説した資料をよく読んで理解を深めること。
第13回の授業計画に記されたキーワードについて調べておくこと。

2時間

第13回

授業形態

対面

授業内容

13. 固体の光学特性を利用した材料
(3)発光ダイオード（LED）の特性(4)ガラス光ファイバの種類と損失要因

事後学習・事前学習

第13回の授業で解説した資料をよく読んで理解を深めること。

1時間

第14回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

14. 授業内容の振り返り

事後学習・事前学習

学期末筆記試験に備えてこれまでの授業の総復習を行うこと。

4時間

第15回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

15. 学修到達度の確認（授業内試験）

事後学習

学習内容を振り返り、学期末筆記試験の結果を見直すこと。

1時間

成績評価の方法

授業にきちんと出席することが成績評価の前提である。学期末筆記試験の成績を中心に，授業中に課す演習課題（リアクションペーパー）に対して提出された回答結果を10％程度加味して評価し，60点以上の者に単位を認める。

受講生へのフィードバック方法

授業内で演習課題（リアクションペーパー）に対する講評を述べます。

教科書

講義資料を学修支援システム（LMS）により配布する。
授業計画第1回〜第13回
「無機材料化学〜持続可能な社会の実現に向けて〜」大倉・小嶋・相澤・内田・柴田著（培風館）
　(主要目次)
　1. 固体構造論
　2. 固体反応論
　3. 合成とキャラクタリゼーション
　4. 固体物性論—機能と応用
　演習問題の略解とヒント
　ISBN: 978-4-563-04641-5

参考書

授業計画第1回〜第7回
「工学のための物理化学」（第1章、第4章）永井・片山・大倉・梅村著（サイエンス社）
授業計画第8回〜第13回
「工学のための無機材料科学」片山・大倉・橋本・山下著（サイエンス社）
「入門固体化学」L.Smart・E.Moore 著，河本・平尾訳（化学同人）

オフィスアワー

火曜日 14:00〜15:00

受講生へのメッセージ

これまでに学習した「数学，物理，化学，無機化学，物理化学」などの科目が基礎となるので重点的に復習すること。

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

シラバス情報