科目ナンバー

SE-BC3-2C23

履修条件・関連科目等

「量子力学及演習１，２」の内容を理解していること。

授業で使用する言語

日本語

授業で使用する言語（その他の言語）

授業の概要

量子力学を基礎として、原子および分子の電子状態と化学結合を解説したのち、化学反応の起こりやすさを支配する因子や、簡単な分子の構造および振動・回転運動を、古典力学と量子力学を使って解説する。

科目目的

原子・分子をミクロな視点から原理的かつ論理的に理解することにより、多様な現象に横たわる普遍的な原理を学び、将来出くわす未知の問題を解決する能力を修得する。

到達目標

原子や分子の電子構造と反応性およびその振動・回転運動に関する基本的概念を理解することを目標とする。

授業計画と内容

第1回 導入。原子のイオン化エネルギー、光の吸収、発光、ハミルトンの運動方程式
第2回 前期量子論、シュレーディンガーの波動方程式
第3回 量子論の特徴、簡単な系への応用、波動関数の直交性と完全性、不確定性原理
第4回 重心座標と相対座標、極座標を用いたシュレーディンガー方程式
第5回 水素様原子のシュレーディンガー方程式、軌道角運動量
第6回 直交多項式を使った水素様原子の軌道とその特徴
第7回 水素様原子の軌道のまとめ、電子スピン、多電子原子
第8回 変分法、摂動論、多電子系の取り扱い、Slater行列式
第9回 等核二原子分子の電子状態、ＬＣＡＯ近似、共有結合
第10回 異核二原子分子の電子状態、イオン結合
第11回 混成結合、π共役系
第12回 ヒュッケル分子軌道法とＨＯＭＯ－ＬＵＭＯ相互作用
第13回 Born-Oppenheimer近似と二原子分子の振動回転運動
第14回 多原子分子の振動回転運動

ただし、講義の進み具合などにより項目を変更することがある。

授業時間外の学修の内容

指定したテキストやレジュメを事前に読み込むこと／授業終了後の課題提出／その他

授業時間外の学修の内容（その他の内容等）

自分で深く考える癖をつけるためにも講義の予習を推奨する。また授業で扱った内容に関して十分に復習し、次の授業にのぞむこと。
とくに量子化学の理解には、原子軌道や分子軌道、あるいは分子の振動・回転運動のエネルギー固有値と固有関数に慣れることが重要である。この目的のために、エクセルを利用して、簡単なシュレディンガー方程式を数値的に解くレポート課題にも取り組んでもらう。

授業時間外の学修に必要な時間数／週

・毎週１回の授業が半期（前期または後期）または通年で完結するもの。１週間あたり４時間の学修を基本とします。
・毎週２回の授業が半期（前期または後期）で完結するもの。１週間あたり８時間の学修を基本とします。

成績評価の方法・基準

成績評価の方法・基準（備考）

課題や試験のフィードバック方法

授業時間内で講評・解説の時間を設ける

課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）

アクティブ・ラーニングの実施内容

実施しない

アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）

授業におけるICTの活用方法

クリッカー

授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）

実務経験のある教員による授業

いいえ

【実務経験有の場合】実務経験の内容

【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容

テキスト・参考文献等

予習・復習に役立つ参考資料をmanabaからダウンロードしてもらう。また参考書は講義中に適宜紹介する。

その他特記事項

参考URL

https://k-ris.keio.ac.jp/html/100011672_ja.html