物理化学シラバス

授業科目

担当教員

開講期

物理化学

朝日太郎

通年

科目番号

対象学年

必修・選択の別

単位数

151304

3年　環境材料工学科

2単位

授業概要
物理化学は全ての化学分野の理論的な面を担う科目であり、材料系分野の学習においても極めて重要な科目である。化学は物質を扱う学問であるが、まず、物質を構成する最小単位である原子・分子構造の考察を扱う「構造論」から入り、次に、これらが集合体をなしてマクロな状態となった物質の性質を扱う「物性論」を学習する。さらに、化学反応に伴う物質の変化をエネルギー論的に扱う「化学熱力学」分野を学習し、物理化学の基礎を理解することを目標とする。
　　到達目標
　　　1. 原子構造と電子配置について理解できること。
　　　2. 各種化学結合（共有結合、イオン結合、金属結合）について理解できること。
　　　3. 混成軌道の概念とそれらから成る各種分子の構造について理解できること。
　　　4. 物質の三態と理想気体の状態方程式について理解できること。
　　　5. 熱力学第1および第2法則、及びエントロピーの概念について理解できること。
　　　6. ギブズ自由エネルギーと化学ポテンシャルについて理解できること。
　　　7. 溶液論（溶解度、蒸気圧、浸透圧）について理解できること。
　　　8. 酸・塩基、酸化・還元反応について理解できること。
　　　9. 反応速度論に関する事項（遷移状態、律速反応、化学平衡）が理解できること。

教科書: ステップアップ　大学の物理化学、齋藤勝裕・林　久夫　著、裳華房; わかる×わかった！　物理化学、齋藤勝裕、長谷川美貴、オーム社　
参考書: 図解雑学　物理化学のしくみ、齋藤勝裕　著、ナツメ社; 絶対わかる物理化学、齋藤勝裕　著、講談社サイエンティフィク; はじめて学ぶ化学　「物理化学」、齋藤勝裕　著、ナツメ社; 原点からの化学　化学の発想法、石川正明著、駿台文庫; Catch up 大学の化学講義、杉森　彰・富田　功　著、裳華房; 理系なら知っておきたい化学の基本ノート物理化学編、岡島光洋著、中経出版

授業の進め方
授業は、1・2年生で履修した物理，化学の内容を適時盛り込みながら、教科書・プリント・板書を中心に講義を進める。また、毎回課題や演習問題を与え、それらを通じて基礎力の定着を図る。

授業内容

	前期		後期
1	物理化学の概要	1	エントロピー②（系の変化によるエントロピーの計算）
2	原子構造（原子核と電子、電子殻と量子数）	2	ギブズエネルギー
3	原子の性質（電子配置、元素の周期性、イオン化エネルギー、電気陰性度）	3	化学ポテンシャル
4	化学結合①（結合の種類）	4	溶液の性質①（溶解度、蒸気圧）
5	化学結合②（シグマ結合とパイ結合）	5	溶液の性質②（沸点上昇・凝固点降下、浸透圧）
6	分子構造①（混成軌道）	6	酸・塩基①（定義、HSAB則）
7	分子構造②（基本的な分子の構造）	7	酸・塩基②（水のイオン積、水素イオン濃度、中和反応）
8	中間試験	8	中間試験
9	物質の三態（相変化、水の状態図）	9	酸化・還元反応①（酸化数）
10	理想気体と実在気体（状態方程式、分子間力）	10	酸化・還元反応②（イオン化傾向）
11	熱力学第一法則（内部エネルギー、エネルギー保存則）	11	酸化・還元反応③（化学電池、ファラデーの法則、電気分解）
12	エンタルピー、ヘスの法則	12	反応速度論①（反応速度、遷移状態、律速段階）
13	熱力学第二法則（クラウジウスの原理、トムソンの原理、オストワルトの原理）	13	反応速度論②（化学平衡、平衡定数）
14	エントロピー①（可逆変化と不可逆変化）	14	反応速度論③（ルシャトリエの法則）
15	期末試験	15	期末試験

成績評価の方法
定期テスト80％、課題・小テスト20％として評価する。

学生へのメッセージ
本科目は問題演習を通じて学習内容の理解度が深まる。予習と復習を十分に行い、毎週行う課題と小テストにしっかりと取組むこと。高学年につづく専門科目の基礎となる内容を多く含んだ科目なので、学習内容の確実な理解が望まれる。各回における「学ぶこと」と「学んだこと」を具体的に確認しながら、次の学習内容に移るようにすること。また、低学年次で学んだ物理や化学の復習も必須である。参考書も大いに活用すべきである。