| 英文名 | Physical Chemistry Ⅱ | |
|---|---|---|
| 科目概要 | 化学科 ２年 ３群科目 必修 ２単位 前期 15 コマ 講義 週1コマ 物理学科 ３年 ３群科目 B選択 ２単位 前期 15 コマ 講義 週1コマ | |
| 科目責任者 | 石川 春樹 | |
| 担当者 | 石川 春樹、 水瀬 賢太 | |
| 備考 | 科目ナンバリング：SC301-CP21 科目ナンバリング：SP301-Ch33 | |
| 科目 | 教科に関する専門的事項（中・高 理科） |
|---|---|
| 施行規則に定める科目区分 |
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自然界の多様な物質の性質とその変化に関する基本原理を身につけることが物理化学I および物理化学II を通した目的である。前半では物質の熱的性質な定量的取り扱いの基礎を，後半では分子の性質を理解するために必須である量子化学の基礎として，分子の運動の量子力学的取り扱いをそれぞれ学び，基本原理に基づき，物質の構造や性質を究明できるようにする。
前半は物理化学I に引き続き，相平衡（気- 液，液- 液平衡）や溶液（理想溶液，理想希薄溶液）中の分子の挙動に対する熱力学的な取り扱い（ラウールの法則，ヘンリーの法則，速一的性質など）を解説する。後半では，分光学の基礎となる分子の運動とエネルギーの関係について，1 次元箱の中の粒子，調和振動子，回転運動について量子化学の立場に基づいた取り扱いを解説する。
（前半の熱力学部分）板書による講義を中心に行うが，必要に応じてパワーポイントを用いた補足説明も行う。講義内容の理解を深めるために毎週レポート課題を課す。
（後半の量子化学部分）スライドを中心に、適宜書き込みを加えて説明を行う。毎週予習復習のための課題を課す。
| 回 | 項目 | 内容 | 担当者 |
|---|---|---|---|
| 1 | 純物質の相図 | ギブズの相律を導入し，相図から何を読み取ることができるかを学ぶ。 | 石川 春樹 |
| 2 | 相転移の熱力学（１） | 相転移の熱力学的な取り扱いを学ぶ。 | 石川 春樹 |
| 3 | 相転移の熱力学（２） | クラウジウス- クラペイロンの式を用いた蒸気圧の計算ができるようにする。 | 石川 春樹 |
| 4 | 理想溶液，理想希薄溶液 | 溶液のモデルとしての理想溶液，理想希薄溶液の性質を学ぶ。 | 石川 春樹 |
| 5 | 束一的性質 | 凝固点降下や浸透圧などの溶液の束一的性質を熱力学的に取り扱う。 | 石川 春樹 |
| 6 | 2 成分系の相図 | 蒸気圧図や温度- 組成図を用いて2 成分系の相平衡を理解する。 | 石川 春樹 |
| 7 | 中間のまとめ | 前半のまとめとして中間試験と解説を行う。 | 石川 春樹 |
| 8 | 量子化学序論 | 微視的な系を記述する量子力学の考え方とその化学への応用について、例を挙げて概説する。 | 水瀬 賢太 |
| 9 | シュレーディンガー方程式 | 分子を量子力学で扱うためのシュレーディンガー方程式を導入し、その特徴や使い方を説明する。 | 水瀬 賢太 |
| 10 | １次元箱の中の粒子 | 量子力学における基礎的問題の１つである１次元箱の中の粒子の運動を取り扱い、分子中の電子の扱い方の基礎を学ぶ。 | 水瀬 賢太 |
| 11 | 振動運動 | 分子振動のモデルとなる調和振動とその量子力学的取り扱いを学ぶ。 | 水瀬 賢太 |
| 12 | 回転運動 | 分子回転や、原子核の周囲を回る電子の運動を量子力学的に記述する方法を学ぶ。 | 水瀬 賢太 |
| 13 | 水素原子 | 水素原子の量子力学的扱い方、特にエネルギー準位と原子軌道の特徴を学ぶ。 | 水瀬 賢太 |
| 14 | 多電子原子 | 多電子原子の量子力学的扱い方、特に水素原子との違いについて、基本的な事項を学び、量子化学Ｉなどの上級科目への橋掛けとする。 | 水瀬 賢太 |
| 15 | まとめ | 講義全体の内容についてまとめるとともに復習をする。 | 水瀬 賢太 |
（前半の熱力学部分）相平衡，相転移，溶液の性質を定量的に取り扱うことができる。
（後半の量子化学部分）量子力学の基本的手続きをもとに分子や電子の運動を取り扱うことができるようになること。
前半，後半それぞれについて，出欠や課題の取り組みによる積極的な受講態度（20%），試験（80%）によって総合的に判断し，それぞれについて60 点以上を合格とする。
【授業時間外に必要な学習時間：毎回の予習1 時間，復習3 時間，合計60 時間】
（前半の熱力学部分）講義の内容の復習のために，毎回レポート課題を課すので，次回の講義時に提出すること。講義は配布の講義テキストにそって進めるので，テキストを読んで次回の内容を予習する。
（後半の量子化学部分）講義の内容の予習復習のために課題と練習問題を配布する。課題は指示された締め切りまでに提出すること。
（なし）
物理化学概論，物理化学I，III，量子化学I,II, 分子構造学，物理化学実験，物理化学演習
レポート課題の解答例の提示や返却によるフィードバックを行う。
数式が多く出てくるが，理解を深くするためには，単に計算に用いるだけでなく数式の物理的意味を捉えることが大切である。
| 種別 | 書名 | 著者・編者 | 発行所 |
|---|---|---|---|
| 教科書 | アトキンス 物理化学 第10 版（上）（下） | Peter Atkins, Julio de Paula 中野元裕，上田貴洋， 奥村光隆，北河康隆 訳 | 東京化学同人 |
| 参考書 | マッカーリ・サイモン 物理化学 上 | D. A. McQuarrie, J. D. Simon, 千原 秀昭，江口 太郎， 齋藤 一弥 | 東京化学同人 |
| 参考書 | 量子化学 基礎からのアプローチ | 真船 文隆 | 化学同人 |