【基礎化学演習】
(Exercises in Introductory Chemistry)
[化学科 3群 必修 科目(配当年次: 第1学年 ) ]
 
単  位:2単位 単位認定者: 石田斉
授業期間: 前期  15コマ 科目分担者: 笠原康利 前山拓哉
授業形態: 演習  週1コマ
 
授業の目的

物理化学では、有機化合物・無機化合物の区別なく、物質の構造や性質、反応などを物理学的な方法を用いて調べます。そのため、「量子力学」に基づく原子軌道、分子構造や性質を理解する微視的(ミクロ)な視点から、「熱力学」に基づいて物質をアボガドロ数個に及ぶ多数の分子系として理解する巨視的(マクロ)な視点まで幅広く学んでいきます。本演習では、これからの学習の基礎的事項を、演習問題を通して理解を深めることを目的とします。特に、計算問題に取り組むことで、SI単位系、有効数字、電卓の使い方などを習得します。

教育内容

これからの物理化学関連科目で教科書として利用する「アトキンス物理化学(上)」から、基本事項 トピックA 物質、トピックB エネルギー、トピックC 波動、第1部 1.気体の性質 トピック1A 完全気体、トピック1B 気体の運動論モデル、トピック1C 実在気体の各章末の演習問題に取り組みます。

教育方法

教科書である「アトキンス物理化学(上)」を自習し、指定された章末の演習問題に取り組みます。演習時間内にそれらの解答を板書するなど、学生同士でディスカッションしながら学んでいきます。理解が不十分と思われる部分は教員から解説がありますが、ミニッツペーパーに質問内容を書いたり、講義時間外に質問するなど積極的に取り組んでください。理解度を確認するため、小テストを毎回行います。また、中間試験、本試験の前に同形式の総合演習を受講しますので、模擬試験として利用して下さい。

 
講義内容(シラバス)
項  目 担当者 授業内容

1回

ガイダンス

石田・笠原・前山

基礎化学演習の概要と目的の解説、理解度確認のための小テスト

2回

化学計算: 物理量と単位、次元、有効数字

石田・笠原・前山

物理量、SI単位系、有効数字および電卓の使い方

3回

トピックA 物質

石田・笠原・前山

バルクの物質の性質 質量・体積、物質量、モル質量と分子量、圧力、温度

4回

トピックB エネルギー(1)

石田・笠原・前山

力とエネルギー

5回

トピックB エネルギー(2)

石田・笠原・前山

熱力学の基礎・ボルツマン分布

6回

トピックC 波動

石田・笠原・前山

調和波、電磁場

7回

総合演習1

石田・笠原・前山

第6回までの復習と総合演習

8回

中間試験

石田・笠原・前山

第1–7回までの内容に関する試験

9回

トピック1A 完全気体

石田・笠原・前山

完全気体の状態方程式、混合気体、ドルトンの法則

10回

トピック1B 気体の運動論モデル(1)

石田・笠原・前山

圧力と分子の速さ、速さのマクスウェル-ボルツマン分布、

11回

トピック1B 気体の運動論モデル(2)

石田・笠原・前山

衝突: 衝突頻度、平均自由行程

12回

トピック1C 実在気体

石田・笠原・前山

完全気体の振舞いからのずれ、ファンデルワールス方程式、分子体積の見積もり

13回

総合演習2

石田・笠原・前山

第9-12回までの復習と総合演習

14回

総合演習3

石田・笠原・前山

これまでの復習と総合演習

15回

まとめ

石田・笠原・前山

全学習範囲のまとめ、復習と総合演習の解説

 
到達目標

化学計算の基礎となる物理量、単位、有効数字を理解し、電卓の使い方に習熟することにより、今後、化学系科目、実験を受講する上で必要な化学の基礎知識を身につけ、物理化学を使いこなせるようにすることを目標とします。

評価基準

本試験と中間試験の成績で評価しますが、講義中に行う小テストも加味されます。また、出席状況、受講態度、指定された演習問題を解いていない場合などは減点されることがあります。

準備学習
(予習・復習)

講義で指定される演習問題は、次の講義までに予習し、必ず解答しておいてください。理解度確認のため小テストを行いますので復習も必ず行い、講義時間外でも質問するなど分からない箇所を放置しないよう心がけて下さい。

その他

講義・演習には関数電卓が必要ですので、必ず毎回、持参してください。3クラスに分かれて受講しますが、学習内容および試験内容は同じであり、質問はどの教員にしても構いません。なお、本試験は中間試験の範囲も含めた講義内容すべてが試験範囲となります。

 
  (書  名) (著者名) (出版社名) (定価)
教科書 アトキンス 物理化学(上)第10版 P. Atkins・J. Paula著 中野ら訳 東京化学同人 5,700円+税
参考書 (なし)