生命科学部Faculty of Bioscience and Applied Chemistry
MAC200YB（材料化学 / Materials chemistry 200）物理化学概論 ＩBasic Physical Chemistry I
見附 孝一郎Koichiro MITSUKE
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 生命科学部Faculty of Bioscience and Applied Chemistry |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2024 |
| 授業コードClass code | H7512 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 木4/Thu.4 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes |
成績優秀者の他学部科目履修制度で履修する学 生：教員の受講許可が必要(オンライン授業の場合は、学習支援システムで許可を得るようにする) |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | ○ |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜生命科学部＞Category |
生命機能学科 学科専門科目 |
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Outline (in English)
Students will receive education about the basic fields of chemistry. You can develop not only study skills required in university-level science courses but critical thinking skills enabling them to solve chemistry problems with incorporating their accumulated knowledge. Topics to be covered in this course are the periodic table, stoichiometry, introductory quantum theory, atomic structure, and the basics of chemical bonding.
Students will be expected to have completed the required assignment tests in class meeting every two week. Your study time will be more than four hours for a class.
Your overall grade in the class will be decided based on the following: Term-end examination 50 %; Required assignment tests 30 %; In-class contribution 20 %. You can confirm your scores you have acquired so far in the corresponding course at Hoppii.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
基本的な米国の教科書を用いて物理化学の初歩を学ぶ。一見、各論的な化学の背後には普遍的な原理や法則が存在することを知り、それらによって原子や分子の性質が合理的に説明されることを理解する。とくに、原子、単体、化合物中の電子の運動や安定性が、元素の周期律および化学結合の本質と深く関わっていることを納得する。一方で、あらゆる原理や法則は、定量的実験によってその真偽が確かめられてきたことにも注意する。また、物理化学に関する例題、とくに計算問題に対して、単位や有効数字を意識しながら解答に到達できるまで習熟することも大事な目標である。
到達目標Goal
原子、分子、物質量（モル）の概念に慣れ親しむ。元素の性質とその周期律が原子中の電子の運動に関わっていること（原子の電子構造）、とくに最外殻の原子価電子の配置が鍵となることを知る。化学結合にはイオン結合と共有結合があり、オクテット則に基づいたルイス構造を描くことで、精密な理論がなくても、結合の性質、共鳴、電子の偏りを議論できること、それらは物質の物理的性質にも密接に結びついていることをしっかりと把握する。さらに、電子対反発理論から分子やイオンの構造を予言でき、この理論が原子価結合理論での混成軌道による化学結合の説明と相補性を持つことを理解し、いくつかの実例でそのことを検証する。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
DP2
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
授業は講義形式です。ブラディ・ジェスパーセン 一般化学（上）を教科書として使用します。主にパワーポイントを使って説明を聴き、式変形の詳細などは黒板書きで説明を受けます。パワーポイントの全内容を４スライド分１ページにまとめた資料がHoppiiに掲示されます。人数にもよりますが、ときどき質問を投げかけられ、答えや解答方針を口頭で説明するよう指示を受けます。
２回に１回の割合で、授業の後半に演習問題を解いて教員に提出します。採点済答案と解答例は、次週以降に配布されます。
オンデマンド配信の6月13日を除く残りの13回は通常の対面授業ですが、演習問題がない週は、ハイフレックス形式の授業にオンラインで参加できます。ただし、教室の設備状況または学部の授業方針によって、オンライン授業が不可となる可能性があります。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1[対面/face to face]：授業を始めるに当たり、測定と単位
1.4～1.6節、アンケート、教科書の説明、13回分の講義の紹介、SI単位系、SI接頭語、単位の変換、演習問題１
2[対面/face to face]：元素と周期表、分子と化学式、化学反応式
2.1～2.4節、周期表に基づいて元素を分類する、化学反応式の両辺で原子を釣り合わせる
3[対面/face to face]：モルと物質量、実験式と分子式、化学反応での化学量論計算
3.1～3.7節、 モルと物質量の概念、分子量、化合物の組成を決める、限定物質を見定める、演習問題２
4[対面/face to face]：原子模型と原子スペクトル
7.1～7.3節、水素原子のスペクトルおよび光の波長と振動数、ボーアのモデルから遷移エネルギーを計算する
5[対面/face to face]：物質波、波動力学、量子数
7.4～7.5節、物質波の考え方と電子の波動性を理解する、離散的な電子エネルギー、電子の軌道を量子数で識別する、演習問題３
6[対面/face to face]：原子中の軌道、原子の電子配置、周期表
7.6～7.8節、電子スピンによって原子の磁性が生ずる、主殻と副殻に電子を詰めていく、周期表の周期と族、電子配置を予測する
7[対面/face to face]：電子の空間分布、化学結合、周期表と元素の特性
7.9～7.10節、原子軌道の密度分布、原子核の正電荷が内殻電子によって遮蔽される、イオン化エネルギーと電子親和力の定義、演習問題４
8[対面/face to face]：化学結合の種類、ルイス記号
8.1～8.4節、イオン結合と共有結合、価電子をルイス記号で表す、オクテット則とは？
9[オンライン/online]：共有結合とルイス構造（6月13日は学会参加のためオンデマンド配信の予定）
8.5, 8.7節、オクテット則に基づきルイス構造を描く、結合の性質と結合次数を関連付ける
10[対面/face to face]：極性分子、電気陰性度、共鳴
8.6, 8.8, 8.9節、原子が共有結合電子を引き付ける力、双極子モーメントの定義、ルイス構造による共鳴構造を図解する、演習問題５
11[対面/face to face]：共有結合と分子の形、VSEPR理論
9.1、9.2節、分子の形を分類分けする、電子群の数と取りうる分子構造との関連性、VSEPR理論で分子やイオンの形を予言する
12[対面/face to face]：分子の極性、原子価結合法
9.3～9.5節、分子の極性を予言する、化学結合は原子軌道同士の重なりで形成される、軌道準位図、演習問題６
13[対面/face to face]：混成軌道、多重結合、共鳴
9.6節、混成軌道とVSEPR理論、σ結合とπ結合を区別する、多重結合を説明する、分子内の各原子が利用する混成軌道を判別する、演習問題７
14[対面/face to face]：分子軌道論、全講義の振り返り
9.7節、分子軌道論の概念を学ぶ、二原子分子の結合と軌道相互作用を説明する、後半全体のまとめ
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】
Hoppiiにアップロードされている教材の該当箇所を読んで予習・復習をする。ほぼ２週に1回の割合で出される演習問題に関しては、後日、配布された解答例も参考にして、自力で正解に行き着けるまで繰り返し解いてみる。
テキスト（教科書）Textbooks
「ブラディ・ジェスパーセン 一般化学（上）」、小島憲道 監訳、東京化学同人、税抜3200円 できるだけ早めに購入してください。購入方法は専任の先生方の方針や指示に準じます。
参考書References
「P.Atkins・J.Paula 物理化学(上)」、千原・中村訳、第８版、東京化学同人
成績評価の方法と基準Grading criteria
期末試験（50%）、授業内の演習問題（30%）、授業中の質疑応答（20%）に基づいて成績を評価します。期末試験では電卓のみ持込み可能です。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
2015年度後期に上記内容の講義を行ったところ、「もっと前に習いたかった」という意見が出たので、「物理化学概論Ⅰ」と「同Ⅱ」でお互いの内容を交換することとした。続いて、2016、2017年度は本質的な改善を求める意見は見当たらなかった。ブラディの教科書は概して好評であった。2018年度の途中で、期末試験での主評価だけでは試験範囲が広すぎて平均点が極めて低くなる恐れがあると懸念し、急遽、中間試験を「持ち込みなし」に変え、期末試験と中間試験の二つで成績を等配分で評価することとした。2019年度は特段の意見はなかった。2021年度と2022年度は好評だった（高校で学習した化合物について様々な観点で知ることができた。暗記していた事柄の理屈を知ることができ、興味をもって受講できた、質問しやすい雰囲気だし教員も丁寧に答えてくれた、など）。課題テストのフィードバックでは、正解であっても復習用に解説を付けて欲しいとの意見があったので、2023年度は、適宜ピックアップして受講者の希望に答えた。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
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その他の重要事項Others
第9週を除いた13回分はすべて対面授業です。第9週（6月13日）はオンデマンド授業なので、対面授業はありません。
授業内演習問題がない下記の日は（6週分）、ハイフレックス授業に学生がオンラインで参加できるよう配慮します。ただし、教室の設備状況または学部の授業方針によって、オンライン授業ができない可能性があります。
第2週（4月18日）；第4週（5月9日）；第6週（5月23日）；第8週（6月6日）；第11週（6月27日）；第14週（7月18日）