シラバス参照

科目コード 33363034 
授業科目名 理論化学Ⅰ 
授業科目名英字
Theoretical Chemistry I 
学期・曜日・時限 後期 水曜日 9・10時限
単位数
条件
選択 
対象年次
2年次 
授業形式
講義 
時間数
30 
担当教員名
【担当教員名】 【所属名】 【学内室番号】 【電話番号】
天辰禎晃  生命化学科  理工1-203-2  2625 
オフィスアワー
【曜日・時間】 【場所】
火曜日16:00-17:00  理工1-203-2 



授業の
目的・概要
 生命現象を含む化学的および物理的現象の本質的理解は微視的な原子や分子自体およびその集団の諸性質の理解に立脚している。前者は「量子力学」、後者は「統計力学・熱力学」という物理学がその化学的応用への基礎となる。本授業においては、微視的な知見から出発して巨視的な現象の理解を目指す物理学である「統計力学」の初歩的な解説を行い、本学科の他の講義において触れられるであろう「(化学)熱力学」の理解を深めることを目的とする。 
到達目標
・ギブス定理を導出できる。
・エントロピーの微視的な意味について説明できる。
・統計集団の特質を説明し、熱力学関数の諸関係式を導出できる。
・統計力学を化学的な現象への理解のために応用できる。 
コース
(プログラム)
の学習・
教育到達目標
との関係
 生命・化学現象を物理学、とくに熱力学的視点に立脚して考察できる能力を養う。 
カリキュラム上
の位置付け
 基礎数学(微積分、線形代数など)や基礎物理学(力学、電磁気学、熱力学)などの基礎教育科目で学習したことを実践的に応用できるようにし、専門科目(生命物理化学など)で学ぶ熱力学量を微視的観点からも理解できる素養を与える。なお、この授業に続く理論化学IIにおいては、実験家の立場からも習得しておくべき化学・生化学的現象に対する量子力学的および統計力学的応用について解説するが、それらは本授業内容の理解を前提とする。したがって、理論化学IIを聴講する予定者は、本授業を受講しておくことが望ましい。 
授業の
進行予定と
進め方
1.序論:ものの大きさと時間の長さ、単位系(第1回)
2.統計力学の原理:
   等重率原理とエルゴードの仮説(第2~4回)
   ギブス定理とボルツマン因子(第5~7回)
3.統計集団:
   小正準集団、正準集団(第8~9回)
   大正準集団(第10回)
4.統計力学の応用例:
   二原子分子の回転比熱(第11回)
   固体の格子振動(第12回)
   格子欠陥(第13回)
   気体の固体表面への吸着(第14回)
5.統計力学の発展的学習の紹介(第15回)
  統計力学を応用した計算機シミュレーションの現状の紹介 
授業時間外の学習内容等
本授業の内容は積み上げ式なので、必ず各回ごとに復習をして疑問点は次回の授業までに解消しておくこと。そのため、オフィースアワーを積極的に活用すること。 
授業に
関連する
キーワード
【キーワード】
統計力学  熱力学  物理化学   エントロピー 
成績評価の
方法と基準
授業の予習・復習を兼ねたレポートを、次回の授業を提出期限として毎回課す。これらを100点満点に換算して以下の基準に従って評価する。
S:90点以上 A:80-89点 B:70-79点 C:60-69点 D:60点未満
なお、6回の欠席で自動的にD評価とする。 
教科書・
参考書等
番号 書籍名,著者,出版社等 ISBN
1. 教科書・参考書については第1回目の授業において紹介する。   
メッセージ
原子・分子の集団の諸性質を熱力学・統計力学的視点から解釈できる素養を身につけておくことは、本学科で開講される生命現象を分子論的に解説する専門科目をより深く理解するために有効である。 
備考
更新日付 2019/02/21 14:32


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