開講年度
開講学部等
2025
教育学部
開講学期
曜日時限
授業形態
AL(アクティブ・ラーニング)ポイント
前期
月7~8
講義
2.0
時間割番号
科目名[英文名]
使用言語
単位数
1021102303
化学概論Ⅱ
日本語
2
担当教員(責任)[ローマ字表記]
メディア授業
和泉 研二[WAIZUMI Kenji]
ー
担当教員[ローマ字表記]
和泉 研二 [WAIZUMI Kenji]
特定科目区分
対象学生
対象年次
2~
ディプロマ・ポリシーに関わる項目
カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)
メディア授業
×
メディア授業とは,メディアを利用して遠隔方式により実施する授業の授業時数が,総授業時数の半数を超える授業をいいます。
メディア授業により取得した単位は,卒業要件として修得すべき単位のうち60単位を超えないものとされています。
授業の目的と概要
原子・分子の電子軌道についての理解を深めながら、溶液や錯体の構造や特性を理解する。また,エンタルピー,エントロピー、自由エネルギーなど,化学熱力学及び化学平衡についての理解を深めたのち,相転移、結晶の核形成、成長、形態変化などについて物理化学的に解説する。
授業の到達目標
電子・原子・分子レベルからの理解を基礎として、溶液の構造、溶液内の化学反応、化学熱力学の諸概念及び結晶が出来上がる仕組みなど、学校教育に関連が深い化学現象を化学的に説明することができる。
授業計画
【全体】
前半は,原子・分子の電子軌道についての理解を深めたのち,溶液や錯体の構造や特性を学習する。後半は,エンタルピー,エントロピー、自由エネルギーなど,化学熱力学及び化学平衡についての理解を深めたのち,相転移、結晶の核形成、成長、形態変化などについて物理化学的に解説する。(担当:和泉(単独))
項目
内容
授業時間外学習
備考
第1回
分子軌道法1:原子構造と化学結合
水素の電子軌道、量子化、量子数、
パウリの排他律
酸素分子と窒素分子
予習として、高校の教科書や関連する基礎的内容の専門書を読んでくる(2時間程度)。復習として、授業中の問題が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
第2回
分子軌道法2:分子軌道とフロンティア電子
フロンティア電子軌道、
HOMOとLOMO
分子軌道計算の実際
予習として、高校の教科書や関連する基礎的内容の専門書を読んでくる(2時間程度)。復習として、授業中の問題が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
第3回
溶液の構造と性質
イオンの水和、溶液構造、過飽和など
予習として、高校の教科書や関連する基礎的内容の専門書を読んでくる(2時間程度)。復習として、授業中の問題が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
第4回
錯体の構造と性質
結晶場、電子吸収スペクトル、分光化学系列など
予習として、高校の教科書や関連する基礎的内容の専門書を読んでくる(2時間程度)。復習として、授業中の問題が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
第5回
気体の状態方程式
平衡状態,示量性変数,示強性変数,理想気体,各種の状態方程式など
予習として、高校の教科書や関連する基礎的内容の専門書を読んでくる(2時間程度)。復習として、授業中の問題が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
第6回
熱力学的過程
気体の圧力,速度分布,ボルツマン分布,熱力学第一法則など
予習として、高校の教科書や関連する基礎的内容の専門書を読んでくる(2時間程度)。復習として、授業中の問題が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
第7回
熱容量と分子運動
定圧熱容量,運動の自由度,熱容量の温度依存性など
予習として、高校の教科書や関連する基礎的内容の専門書を読んでくる(2時間程度)。復習として、授業中の問題が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
第8回
エンタルピー
定容過程の熱エネルギー,定圧過程の熱エネルギー,発熱反応,吸熱反応,
標準生成エンタルピー,反応エンタルピーなど
予習として、高校の教科書や関連する基礎的内容の専門書を読んでくる(2時間程度)。復習として、授業中の問題が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
第9回
微視的状態数とエントロピー
可逆・不可逆過程,熱力学第二法則,熱力学第三法則など
予習として、高校の教科書や関連する基礎的内容の専門書を読んでくる(2時間程度)。復習として、授業中の問題が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
第10回
相平衡と自由エネルギー
平衡状態図,融解エンタルピー,蒸発エンタルピーなど
予習として、高校の教科書や関連する基礎的内容の専門書を読んでくる(2時間程度)。復習として、授業中の問題が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
第11回
結晶核形成機構
駆動力,化学ポテンシャル、表面自由エネルギー、各種核形成機構など
予習として、高校の教科書や関連する基礎的内容の専門書を読んでくる(2時間程度)。復習として、授業中の問題が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
第12回
結晶成長機構
各種成長機構、表面構造、結晶形態とその原因,内部構造など
予習として、高校の教科書や関連する基礎的内容の専門書を読んでくる(2時間程度)。復習として、授業中の問題が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
第13回
結晶構造
対象要素、空間群など
予習として、高校の教科書や関連する基礎的内容の専門書を読んでくる(2時間程度)。復習として、授業中の問題が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
第14回
様々な結晶
身近な結晶、機能性結晶、不斉結晶、たんぱく質結晶など
予習として、高校の教科書や関連する基礎的内容の専門書を読んでくる(2時間程度)。復習として、授業中の問題が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
第15回
まとめ
まとめ
予習として、これまでの授業を見直してくること(2時間程度)。復習として、授業中の問題等が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
第16回
試験
試験
予習として、これまでの授業を見直してくること(2時間程度)。復習として、授業中の問題等が解けるようになっておくこと。また、専門用語を自分自身の言葉で説明できるようノートを整理する(2時間程度)。
※AL(アクティブ・ラーニング)欄に関する注
・授業全体で、AL(アクティブ・ラーニング)が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A:グループワーク】、【B:ディスカッション・ディベート】、【C:フィールドワーク(実験・実習、演習を含む)】、【D:プレゼンテーション】
A: --% B: --% C: 20% D: --%
成績評価法
小テスト50%、期末テスト50%
教科書にかかわる情報
備考
プリント等を配布する
参考書にかかわる情報
備考
例えば,「入門分子軌道法」藤永茂著,講談社(1990);「溶液化学」大瀧仁志著,裳華房
(1985);「演習で学ぶ化学熱力学」中田宗隆著,裳華房(2015);「結晶は生きている」黒田登志雄著,サイエンス社(1984)
メッセージ
キーワード
持続可能な開発目標(SDGs)
(教育)すべての人に包摂的かつ公正な質の高い教育を確保し、生涯学習の機会を促進する。
関連科目
化学概論I、化学演習、化学実験
履修条件
化学概論Iを受講しておくこと。
連絡先
和泉研究室
e-mail:bec20@yamaguchi-u.ac.jp
オフィスアワー
月曜日5コマ目
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