| 授業の概要 | | 二次元の井戸型モデル、平面上の回転運動、球面上の粒子の運動など、いくつかの単純なモデルを取扱い、縮退や角運動量など量子化学で重要な概念を説明していく。 これらのモデルから得られる知識をもとに、実在系である水素原子の電子構造について説明する。後半は多電子原子や分子の性質を量子力学という言葉でどのように理解することができるかについて講義する。 |
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| 学習・教育目標 | | 物理化学通論Ⅱに続いて量子力学の基礎と原理を理解し，それに基づく電子状態の記述方法を習得する。分子軌道の形やエネルギーを求め，分子の構造や反応性などを量子化学的な観点から考察できるようになる。 |
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| キーワード | | 変数分離、縮退、電子と原子核、クーロンポテンシャル、球面調和関数、動径波動関数、変分原理、オービタル近似、分子軌道法、ヒュッケル近似 |
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| 授業計画 | 第１回 二次元井戸型モデル ~変数分離による解法~
第２回 角運動量 ～外積および行列式による表現～
第３回 平面上を回転運動する粒子 ～周期的境界条件~
第４回 球面上の粒子の運動 （１）球面調和関数
第５回 球面上の粒子の運動 （２）極座標グラフの書き方
第６回 電子と原子核のクーロン相互作用
第７回 水素型原子（１） ～相対座標で表されたハミルトニアン～
第８回 水素型原子（２） 極限領域における動径波動関数の形
第９回 水素型原子（３） 電子構造
第１０回 多電子原子（１）オービタル近似、パウリの原理、スピン、遮蔽
第１１回 多電子原子（２）フントの規則、構成原理、イオン化エネルギー
第１２回 原子価結合法 σ結合、π結合、昇位、混成
第１３回 分子軌道法（１）原子オービタルの一次結合、 結合オービタル、 反結合オービタル
第１４回 分子軌道法（２）変分原理 試行波動関数、永年行列式
第１５回 分子軌道法（３）ヒュッケル近似、クーロン積分、共鳴積分、非局在化エネルギー 第１６回 期末試験 |
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| 教科書 | | 1. | 「物理化学（上）」第８版 第１１章 アトキンス 東京化学同人 2009 978-4-8079-0508-9 |
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| 参考書 | | 1. | 物理化学 分子論的アプローチ(上） マッカーリ・サイモン 東京化学同人 2008 978-4-8079-0695-6 | | 2. | 量子化学(上) 原田義也 裳華房 2007 978-4-7853-3073-6 |
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| 成績評価方法 | | 筆記試験、小テストおよびレポートなどを総合的に評価する。下の割合はおよその目安である。必ずしも厳密な数値ではない。 |
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成績評価割合
（％） | | 定期試験(中間・期末試験) | 小テスト・授業内レポート | 宿題・授業外レポート | 授業態度・授業への参加度 | 受講者の発表(プレゼン) |
出 席
| 教員独自項目※ | | 75 | 15 | 10 | | | 5 | |
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※成績評価割合の
教員独自項目 | |
| 備考 | | 物理化学通論Ⅱ，理学部共通専門科目の数学・物理学関係の科目を予め履修しておくこと。自分で数式を導いたり，問題を解くことを通じて量子化学の考え方を身につけて欲しい。授業で習ったことはその週のうちに復習すること。 |
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| 更新日付 | 2011/12/27 16:52:31 |
