2021年 理工学部 シラバス - 物理学科
設置情報
| 科目名 | 物質の構造と状態 | ||
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| 設置学科 | 物理学科 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 伊藤 賢一 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜4 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | M24A |
| クラス | 1 | ||
概要
| 学修到達目標 | 物質を対象にした学問が化学であり，その急速な進歩とともに多くの新物質が現在も創造されている。本科目を学ぶと，高校までに学習した内容からさらに深い，実際の原子や分子像を理解することができるようになる。またこの微視的な見方を通し，無機物質や有機化合物に関する様々な化学的な現象の理解も深めることができるようになる。 |
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| 授業形態及び 授業方法 |
本科目では原子の構造の解説から始まり，その構造に起因する周期性や各種の化学結合，化学結合を介する分子等の構造に関する講義を行う。また加えて物質の三態を学び，分子のふるまいを理解する。 本講義はハイブリッド型授業（対面授業とメディア（Zoomによる配信，またはCSTポータルⅡを通して配信する動画等）を併用する方式）で実施する。 授業では教科書を用い，毎講義後に振返課題の提出または回答を求める。本課題に関しては提出（回答）期限後にポータルⅡを介し，模範解答の配布等の解説を行う。 |
| 履修条件 | 選択科目。 |
授業計画
| 第1回 | 授業の進め方（ガイダンス），物質の状態，物質のなりたち，原子の構造に関する講義を行う。 【事前学習(120分)】シラバスをよく確認する。高校の化学の教科書を用い，固体・液体・気体，元素，原子・電子・陽子，イオン等についてその内容等を予習する。 【事後学習(120分)】授業後，教科書該当箇所の内容を各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
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| 第2回 | 物質の表し方と数え方，物質の変化，単位と有効数字に関する講義を行う。 【事前学習(120分)】モル・モル質量・原子量・分子量・式量，物理変化・化学変化，化学反応式等について，教科書を用いてその内容を予習する。 【事後学習(120分)】授業後，教科書該当箇所の内容を各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第3回 | 原子の構造（１）として原子スペクトル，放射と量子，クーロン力について講義を行う。 【事前学習(120分)】クーロン力について，教科書を用いてその内容を予習する。 【事後学習(120分)】授業後，教科書該当箇所の内容を各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第4回 | 原子の構造（２）として原子軌道に関する講義を行う。 【事前学習(120分)】波動関数，水素原子の構造等について，教科書を用いてその内容を予習する。 【事後学習(120分)】授業後，教科書該当箇所の内容を各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第5回 | 原子の構造（３）として原子軌道のエネルギー，電子配置，原子の大きさ，周期表に関する講義を行う。 【事前学習(120分)】電子殻，価電子，周期律，族，周期等について，教科書を用いてその内容を予習する。 【事後学習(120分)】授業後，教科書該当箇所の内容を各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第6回 | 化学結合（１）としてイオン結合，金属結合に関する講義を行う。 【事前学習(120分)】イオン化エネルギー，電子親和力，自由電子等について，教科書を用いてその内容を予習する。 【事後学習(120分)】授業後，教科書該当箇所の内容を各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第7回 | 化学結合（２）として金属結晶，共有結合に関する講義を行う。 【事前学習(120分)】結晶構造，分子軌道等について，教科書を用いてその内容を予習する。 【事後学習(120分)】授業後，教科書該当箇所の内容を各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第8回 | 化学結合（３）として共有結合とオクテット則に関する講義を行う。 【事前学習(120分)】ルイス構造，電気陰性度等について，教科書を用いてその内容を予習する。 【事後学習(120分)】授業後，教科書該当箇所の内容を各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第9回 | 化学結合（４）として分子の形と電子構造に関する講義を行う。 【事前学習(120分)】電子対反発モデル，原子価結合理論等について，教科書を用いてその内容を予習する。 【事後学習(120分)】授業後，教科書該当箇所の内容を各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第10回 | 化学結合（５）として分子軌道理論と分子間力に関する講義を行う。 【事前学習(120分)】ファンデルワールス力，水素結合等について，教科書を用いてその内容を予習する。 【事後学習(120分)】授業後，教科書該当箇所の内容を各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第11回 | 物質の状態（１）として力と圧力，エネルギー，気体の状態方程式に関する講義を行う。 【事前学習(120分)】力，エネルギー，温度，状態方程式等ついて，教科書を用いてその内容を予習する。 【事後学習(120分)】授業後，教科書該当箇所の内容を各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第12回 | 物質の状態（２）としてモル分率と分圧，実在気体，分子の運動に関する講義を行う。 【事前学習(120分)】ドルトンの分圧，実在気体の状態方程式等ついて，教科書を用いてその内容を予習する。 【事後学習(120分)】授業後，教科書該当箇所の内容を各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第13回 | 物質の状態（３）として液体と溶液，溶液の濃さの表し方，固体と気体の溶解に関する講義を行う。 【事前学習(120分)】質量パーセント濃度，モル濃度，ヘンリーの法則等ついて，教科書を用いてその内容を予習する。 【事後学習(120分)】授業後，教科書該当箇所の内容を各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第14回 | さまざまな元素と無機物質として酸と塩基，機能性材料，核化学に関する講義を行う。 【事前学習(120分)】ルイス酸・ルイス塩基，バンド理論，放射性同位体等ついて，教科書を用いてその内容を予習する。 【事後学習(120分)】授業後，教科書該当箇所の内容を各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第15回 | レポート課題の出題と解説，またその作成を行う。 【事前学習(120分)】授業で学んだ内容をよく確認する。 【事後学習(120分)】授業後，その内容を各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
その他
| 教科書 |
大月 穣 『基礎の化学』 東京化学同人 2014年 第1版
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| 参考書 |
Peter Atkins, Loretta Jones, Leroy Laverman 『アトキンス一般化学（上）』 東京化学同人 2014年 第1版
長島 弘三、富田 功 『一般化学（四訂版）』 裳華房 2016年 第46版
小林 憲司 他 『化学の世界への招待』 三共出版 2011年 第3版
姫野 貞之 他 『理系学生の基礎化学』 学術図書出版社 2011年 第1版
参考書の #1 は特に講義内容の理解を深めるものである。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
成績評価は， ・平常点：８０％ ・レポート課題：２０％ とし，ＧＰＡ制度の基準に従って合否および優劣を総合評価する。 |
| 質問への対応 | オフィスアワー及び講義修了後にて対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
研究室：船橋校舎８号館８１１室 メールアドレス：k-itoh@chem.ge.cst.nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 船橋 16:40 ～ 18:10 ８号館１階８１１室
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| 学生への メッセージ |
化学的な現象や物質について大学生として知らなければいけない基礎学力を習得する科目です。とくに専門科目にも深い関わりが有ります。ぜひ積極的に勉強してください。 |