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最終更新日:2021/03/30  

FE13231   物理化学IV

3.0 単位, 3 年次, 秋ABC水2,木3
西村 賢宣, 佐藤 智生, 山村 泰久

授業概要

気体および液体の分子運動について述べ,さらに化学反応速度の数学的表現について実例を挙げながら解説する。また,固体及び界面が関わる物理化学について講義する。すなわち,分子間相互作用,界面及びコロイド化学の基礎,固体の構造と物性,固体表面における諸過程について解説する。さらに物質のミクロな性質とバルクの物理量をつなぐ統計熱力学についても講義する。

備考

平成30年度に物理化学4(FE13151)または凝縮系物理化学(FE13171)を履修済みの者は履修できない。
その他の実施形態

授業方法

講義

学位プログラム・コンピテンスとの関係

「批判的・創造的思考力」、「熱力学・統計力学分野の知識と理解力」、「応用力量子化学・分光学分野の知識と理解力、応用力」

授業の到達目標(学修成果)

第1回〜第10回:物質のミクロな性質とバルクの物理量をつなぐ統計熱力学の考え方の習得を目標とする.
第11回〜第20回:化学反応速度論および化学反応動力学を理解する。
第21回〜第30回:固体及び界面が関わる現象と物性及び概念を理解する。

キーワード

第1回〜第10回:ボルツマン分布, 分配関数, 正準アンサンブル, 熱力学関数, 第11回〜第20回:反応次数, 活性化エネルギー, 定常状態, 律速段階, 消光反応, 酵素反応, 拡散律速反応, 遷移状態, 第21回〜第30回:分子間相互作用, 表面張力, 凝縮, ミセル, コロイド, 固体, 結晶構造, 金属, イオン性固体, 固体物性, 電気的性質, 表面, 吸着, 吸着等温式

授業計画

各教員は、第1回〜第10回、第11回〜第20回、第21回〜第30回を担当し、並行して毎週授業を行う。それぞれは互いに関係しているので、全ての授業を受けること。

第1回 ボルツマン分布 担当: 西村 賢宣
第2回 ボルツマン分布の導出 担当: 西村 賢宣
第3回 分配関数 担当: 西村 賢宣
第4回 分配関数の内訳 担当: 西村 賢宣
第5回 分子のエネルギー 担当: 西村 賢宣
第6回 正準アンサンブル 担当: 西村 賢宣
第7回 内部エネルギー 担当: 西村 賢宣
第8回 エントロピー 担当: 西村 賢宣
第9回 熱力学関数の導出 担当: 西村 賢宣
第10回 平衡定数 担当: 西村 賢宣
第11回 化学反応の速度
第12回 積分形速度式、平衡に向かう反応
第13回 アレニウスの式
第14回 反応機構
第15回 反応機構の例
第16回 光化学
第17回 酵素
第18回 衝突理論
第19回 拡散律速の反応
第20回 遷移状態理論
第21回 分子の電気的性質
第22回 分子に働く相互作用
第23回 自己集積体
第24回 表面張力
第25回 結晶構造
第26回 固体の結合
第27回 固体の電気的性質
第28回 固体の光学的性質
第29回 固体表面
第30回 吸着と脱着

第21回〜第30回は、教科書(アトキンス 物理化学(下) 第10版)の16章~18章および22章の内容を講義する。

履修条件

成績評価方法

各教員毎に試験を行うので、全て受けること。西村担当(試験90%, レポート10%)、佐藤担当(試験100%)、山村担当(試験100%)。それぞれ100点満点で合計し、その平均点で評価する。

学修時間の割り当て及び授業外における学修方法

復習を行うこと。また、教科書の演習問題に取り組むとよい。

教材・参考文献・配付資料等

1. アトキンス 物理化学、東京化学同人

オフィスアワー等(連絡先含む)

担当教員からの指定の通り。それ以外の日時を希望する場合は、前もってメールなどで連絡のこと。

西村 賢宣  
1001374
山村 泰久  
1001956

その他(受講生にのぞむことや受講上の注意点等)

物理化学I,II,IIIを履修していることが望ましい.

他の授業科目との関連

ティーチングフェロー(TF)・ティーチングアシスタント(TA)