Web Syllabus(講義概要)
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無機化学Ⅱ
英文名 Inorganic ChemistryⅡ
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 水2限
科目責任者 弓削 秀隆
担当者 弓削 秀隆
備考 科目ナンバリング:SC301-CI21

教員免許取得のための必修科目

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
  • 化学

授業の目的

自然現象を物質の性質、挙動が反映された結果として捉え、周期表における各元素の位置に基づいて理解できるようになること。

DPとの関連

SG1SC1SC2

教育内容

遷移元素の化学を概説し、周期表中の元素の位置を化合物の構造、電子状態、性質との相互関係から把握する。GoogleClassroom 経由で出題する課題を解くことにより、理解を深める。

教育方法

基本的には教科書(3、5、7、19、20、21 章)に沿って進め、足りない部分を資料(パワーポイント、プリント等)で補う。
板書中心で講義を展開し、問題演習を通して理解を深める。演示実験と動画による実験、例証も織り込む。

授業内容

項目 内容 担当者
1 序論・単純な固体の構造(1) 周期表の化学である無機化学を概観する。
単位格子とイオン固体の構造について解説する。
弓削 秀隆
2 単純な固体の構造(2) イオン固体における格子エンタルピーの概念を解説する。 弓削 秀隆
3 酸化と還元(1) 酸化還元反応の理解に必須の概念である酸化還元半反応、酸化還元電位、ネルンスト式の誘導について解説する。 弓削 秀隆
4 酸化と還元(2) ネルンスト式の応用と酸化還元電位の表記に有用なラチマー図について解説する。 弓削 秀隆
5 酸化と還元(3) 酸化還元反応の定量的理解に有用なフロスト図について解説する。 弓削 秀隆
6 配位化合物入門 配位化合物の歴史と用語、代表的な配位子、命名法について解説する。 弓削 秀隆
7 配位化合物の分子構造 配位化合物の構造と立体配置について解説する。 弓削 秀隆
8 配位化合物の異性化とキラリティー
配位化合物形成の熱力学
配位化合物の異性体、異性化現象、キラリティーについて解説する。
配位子置換反応の熱力学を逐次生成定数を用いて考察する。逐次生成定数と配位化合物の電子構造、キレート効果との関係を解説する。
弓削 秀隆
9 結晶場理論(1) 結晶場理論の基本的な考え方を八面体錯体について解説する。 弓削 秀隆
10 結晶場理論(2) 結晶場理論の考え方を四面体錯体、平面四角形について解説、分子構造、電子配置の熱力学に及ぼす影響を概説する。 弓削 秀隆
11 結晶場理論(3)
配位子場理論(1)
配位化合物の熱力学的性質を結晶場安定化エネルギーから解説する。配位子軌道と金属d軌道の相互作用を考察し、結晶場理論から配位子場理論への展開を解説する。 弓削 秀隆
12 配位子場理論(2) 配位場理論を用いて配位化合物の熱力学、分光学、磁性に見られる特徴を解説する。 弓削 秀隆
13 配位子置換反応の反応機構と反応速度(1) 配位子置換反応における反応活性/不活性、反応機構について解説する。 弓削 秀隆
14 配位子置換反応の反応機構と反応速度(2)
配位子置換反応の速度論を配位子場活性化エネルギーに基づいて解説する。 弓削 秀隆
15 まとめ 全体の確認と復習を行う。 弓削 秀隆
No. 1
項目
序論・単純な固体の構造(1)
内容
周期表の化学である無機化学を概観する。
単位格子とイオン固体の構造について解説する。
担当者
弓削 秀隆
No. 2
項目
単純な固体の構造(2)
内容
イオン固体における格子エンタルピーの概念を解説する。
担当者
弓削 秀隆
No. 3
項目
酸化と還元(1)
内容
酸化還元反応の理解に必須の概念である酸化還元半反応、酸化還元電位、ネルンスト式の誘導について解説する。
担当者
弓削 秀隆
No. 4
項目
酸化と還元(2)
内容
ネルンスト式の応用と酸化還元電位の表記に有用なラチマー図について解説する。
担当者
弓削 秀隆
No. 5
項目
酸化と還元(3)
内容
酸化還元反応の定量的理解に有用なフロスト図について解説する。
担当者
弓削 秀隆
No. 6
項目
配位化合物入門
内容
配位化合物の歴史と用語、代表的な配位子、命名法について解説する。
担当者
弓削 秀隆
No. 7
項目
配位化合物の分子構造
内容
配位化合物の構造と立体配置について解説する。
担当者
弓削 秀隆
No. 8
項目
配位化合物の異性化とキラリティー
配位化合物形成の熱力学
内容
配位化合物の異性体、異性化現象、キラリティーについて解説する。
配位子置換反応の熱力学を逐次生成定数を用いて考察する。逐次生成定数と配位化合物の電子構造、キレート効果との関係を解説する。
担当者
弓削 秀隆
No. 9
項目
結晶場理論(1)
内容
結晶場理論の基本的な考え方を八面体錯体について解説する。
担当者
弓削 秀隆
No. 10
項目
結晶場理論(2)
内容
結晶場理論の考え方を四面体錯体、平面四角形について解説、分子構造、電子配置の熱力学に及ぼす影響を概説する。
担当者
弓削 秀隆
No. 11
項目
結晶場理論(3)
配位子場理論(1)
内容
配位化合物の熱力学的性質を結晶場安定化エネルギーから解説する。配位子軌道と金属d軌道の相互作用を考察し、結晶場理論から配位子場理論への展開を解説する。
担当者
弓削 秀隆
No. 12
項目
配位子場理論(2)
内容
配位場理論を用いて配位化合物の熱力学、分光学、磁性に見られる特徴を解説する。
担当者
弓削 秀隆
No. 13
項目
配位子置換反応の反応機構と反応速度(1)
内容
配位子置換反応における反応活性/不活性、反応機構について解説する。
担当者
弓削 秀隆
No. 14
項目
配位子置換反応の反応機構と反応速度(2)
内容
配位子置換反応の速度論を配位子場活性化エネルギーに基づいて解説する。
担当者
弓削 秀隆
No. 15
項目
まとめ
内容
全体の確認と復習を行う。
担当者
弓削 秀隆

到達目標

無機化学の基本事項である周期表に基づいた物質観を身につけ、物質の性質を正確に理解できるようになる。

評価基準

課題等による平常点(20%)、中間試験(30%)および期末試験(50%)により総合的に評価する。課題の無解答、欠席は減点する。

準備学習(予習・復習)

【授業時間外に必要な学習時間:1 コマあたり4 時間】
指定された教科書で予習し、疑問点を予め明確にしておくこと(1 時間)。
教科書の例題・演習問題で復習し、Google Classroom で出題した課題(締切:次週日曜日)を解くこと(3 時間)。繰り返し学習による確実な定着を図るため、中間試験を実施する。

実務経験のある教員情報

該当しない

関連科目

物質化学概論、無機化学Ⅰ、分子構築学、無機化学実験、無機化学演習

その他

この科目で扱う内容は、「無機化学実験」「分子構築学」「無機化学演習」での発展的内容を含む科目の基礎となるので、繰り返し学習によって確実な定着を図る。毎回の課題は次回授業までに採点結果を通知、解答を公開する。解説は次回講義冒頭で口頭にて行う。中間試験の答案は採点後、返却するので、間違えた問題は再度自力で解き直すこと。

教材

種別 書名 著者・編者 発行所
教科書 シュライバー・アトキンス 無機化学 第6 版上・下 D.F. シュライバー、
P.W. アトキンス他
東京化学同人
参考書 Inorganic Chemistry, 7th Ed. M. Weller, T. Overton,
J. Rourke, F. Armstrong
Oxford University Press
教科書
書名
シュライバー・アトキンス 無機化学 第6 版上・下
著者・編者
D.F. シュライバー、
P.W. アトキンス他
発行所
東京化学同人
参考書
書名
Inorganic Chemistry, 7th Ed.
著者・編者
M. Weller, T. Overton,
J. Rourke, F. Armstrong
発行所
Oxford University Press