授業科目名
  化学結合論
   Chemical Bonds
時間割番号
0115
担当教員名
  三好 実人 他
実務経験
反映科目
O
学科・年次
  工学部 1年次
科目区分
  自然科学基礎
単位数
2
時間割
  前期 金曜5-6限
授業形態
講義
授業実施方法
  ☑ 対面【一部遠隔の場合あり】
  ☐ 全て遠隔【全授業(テストを除く)をオンデマンドで実施(全オンデマンド型)】
  ☐ 全て遠隔【同時双方向で実施】
  ☐ 全て遠隔【オンデマンド及び同時双方向で実施】
  ☐ 1/2遠隔【全授業のうち、1/2以上を遠隔(オンデマンド又は同時双方向)】

・「全て遠隔」又は「1/2遠隔」に✓のある科目は、遠隔授業の上限単位数60単位に算定されます。
・大学院には遠隔授業における上限単位数はありません。
ディプロマ・ポリシーとの対応
☐ 1. 人間,文化,社会を理解し,それらを技術的観点から考察する能力と技術を新しい生活につなぐ強い使命感・責任感,高い倫理観
☑ 2. 現象の理解・操作のための数理的基礎知識と科学的素養
☐ 3. 国内外の人々と対話できるコミュニケーション力と論理的思考力
☐ 4. (高度工学教育課程のみ)基幹となる専門分野の基盤的な知識・技術とこれによって課題を解決する能力,新たな知識・技術を習得する能力
☐ 4. (創造工学教育課程のみ)基幹となる専門分野の基礎知識と他の分野の知識・技術を関連づけ多面的に見ることで新たな価値を創出する能力
授業の目的・達成目標

【授業の目的】

 原子や分子を結びつけ物質を構成する根元となっている化学結合力は、原子のまわりの電子の振る舞いと密接な関係をもっている。従って、化学結合を理解するには、結合を構成する原子の電子状態について知る必要がある。現在、原子の電子状態を正しく記述するには、「量子論」の考え方が不可欠であると広く認識されている。本講義では、化学結合の基礎を理解することを目的に、前半講義では「量子論」の基礎を学びつつ原子の電子状態とはどういったものであるかの理解を深め、後半講義ではいろいろな化学結合の様式を、元となる構成原子の電子状態を考慮しながら学習していく。

 【達成目標】

  1.  電子・光子の波動性と粒子性を説明できる。波をあらわすパラメータと粒子的エネルギーの関係を説明できる。
  2.  簡単なポテンシャル中の波動方程式を解き、電子の存在確率の意味を説明できる。原子の中の電子の分布について説明できる。
  3. 原子の周期性を理解し、ハートリー・フォックの方法、フントの規則、パウリの排他律を用いることで簡単な多電子原子の電子配置を記述できる
  4. 共有結合、金属結合、イオン結合を説明できる。

 

授業計画
  1. ガイダンス、SI単位系
  2. 古典物理学の進歩 ~原子、電子の発見~
  3. 量子論の基礎 ~黒体輻射とエネルギー量子の考え~
  4. 初期の原子モデル ~ボーアの量子条件とド・ブロイ波~
  5. 波動方程式の基礎 ~電子の波動の意味~
  6. 水素原子モデル ~ボーアモデルと量子論モデルの違い~
  7. 前半授業のおさらい(中間テスト)
  8. 中間テストの解説、前半授業のまとめ
  9. 多電子原子の電子構造 ~ハートリー・フォックの方法、フントの規則、パウリの排他律~
  10. 周期律表、イオン化エネルギー、電子親和力、電気陰性度
  11. 化学結合モデルの基礎(原子価論、オクテット則)、イオン結合
  12. 混成軌道と共有結合
  13. 金属と半導体、さまざまな結晶
  14. 後半授業のおさらい(期末テスト)
  15. 期末テストの解説、全体のまとめ

 

日本ガイシ株式会社、信越半導体株式会社に在籍した経験を持つ教員が、材料・エレクトロニクス技術分野における実例を踏まえて講義を行う。

成績評価の方法

下記の実施事項にて合否判定ならびに成績評価を行う。

①     講義中に実施する10回の小レポート(各10点満点)

②     中間テスト(100点満点)

③     期末テスト(100点満点)

 

成績評価の基準
秀  達成目標を超えた成果を上げている 100点~90点
優  達成目標に十分達している     89点~80点
良  達成目標に達している       79点~70点
可  達成目標に概ね達している     69点~60点
不可 達成目標に達していない      59点以下

ただし、①レポート総得点×0.2+②中間テスト得点×0.4+③期末テスト得点×0.4を総合得点として評価する。

事前・事後学修等の指示及び履修にあたっての注意事項

事前学修:テキスト予習 (120 分)

事後学修:授業の復習、および、講義中に実施する小レポートに回答し提出すること(120分)

 レポートは指定された期間内であればいつ提出してよい(提出後に間違いに気づいて再提出する、なども含む)。指定された期間とは、レポート①~⑤については8回目講義終了まで、レポート⑥~⑩については15回目講義終了までとする。

教科書
参考書

金曜7-8限とする。

三好:56号館307室(miyoshi.makoto@nitech.ac.jp)

ニラウラ:6号館704 (niraula.madan@nitech.ac.jp)