基礎物理化学A (大阪市大)

前期 水曜1限、 後期 木曜3限
物理化学とは何か。物理と化学の混ぜ合わせのような錯覚をもつに違いない。実はそうではなく、物理化学とは、化学の基礎となる新しい法則や原理の発見を目指して研究を展開する学問である。化学とは、”物質の化学変化、機能、構造をミクロからマクロスケールの様々な形態で研究し、物質を化学的に合成したり、新しい機能を開発するだけでなく、新しい物質観の形成に寄与する学問である”といえよう。いうまでもなく、化学変化は化学結合の切断と新しい化学結合の生成のプロセスであるから、化学結合理論は化学にとって、もっとも基礎的な理論である。電気的に中性な原子がどのようなメカニズムで結合のするのであろうか。このなぞを解くカギは原子や分子の中の活性な電子が握っている。電子は量子の世界の化身で、物体でありながら波の性質を持っている。この波の性質を介して化学結合の原動力・分子の化学結合様式や、性質・機能、分子間相互作用を理解することができる。化学にとって、最も重要な活性な電子の波の性質は量子の世界の法則によって決定される。本講義では、量子の法則を基礎にした新しい化学結合理論をわかりやすく講述する。

アナウンス
テキスト: 基本的にはテキスト資料を配布します
       その他参考書
       
       「なっとくする量子化学」、講談社、中田宗隆著

       「量子化学のすすめ」、化学同人、西本吉助著
       「バーロー物理科学」、化学同人
       「マッカーリ・サイモン 物理化学」、東京化学同人
成績:  出席(不定期)をとります。平常点として加点。
       期末に試験を実施して、成績を評価します。
       授業の予定表は、進行状況により変更することがあります。目安だと考えてください。
授業のテキストは、ここからからダウンロードできます。
パスワードは授業中に言います。
補足テキスト
円運動する物体の量子論がダウンロードできます。
円運動の量子論の数学的な補足(座標系の変換)がダウンロードできます。
授業の予定表
日時授業内容の概略
第1回授業のガイダンス
近代化学の発展から量子化学の発展まで
理論化学・計算化学の概念と位置づけ
第2回理論化学・計算化学で何ができるかについてのプレゼンテーション
シュレーディンガー方程式の導出
第3回シュレーディンガー方程式を解く(1次元系について)
ボーア仮説 (修正テキスト)
第4回トンネル効果を調べる(1次元系について)
第5回様々な環境におかれた電子の量子効果(角運動と調和振動子)
第6回水素原子のボーアモデル(飛ばして調整する可能性あり)
第7回水素原子の量子論
シュレーディンガー方程式からのアプローチ
第8回原子のオービタルと形状とエネルギー(遮へい効果)
イオン化ポテンシャルと電子親和力の関係
原子価電子の正体
第9回ヒュッケル分子軌道計算について(LCAO近似)
第10回等核二原子分子の計算
第11回等核二原子分子の計算の続き
第12回三原子分子の化学結合
分子を曲げる力のなぞ
第13回分子の立体構造と混成
第14回分子はどのようにして光を吸収するか
第15回定期試験