錯体化学のシラバス情報

科目名称
Course title(Japanese)
錯体化学 科目番号
Course number
72CHPHC306
科目名称(英語)
Course title(English)
Coordination Chemistry
授業名称
Class name
錯体化学
教員名 湯浅 真
Instructor
開講年度学期 2022年度 後期
Year/Semester
曜日時限 水曜3限
Class hours
開講学科
Department
理工学部 先端化学科
外国語のみの科目
(使用言語)
Course in only foreign
languages (languages)
-
単位
Course credit
2.0 授業の主な実施形態
Main class format
対面授業
概要
Descriptions
無機物質である金属イオンと有機物質である配位子より成る複合体を錯体(正確には金属錯体)といい、無機と有機の両方を兼ね揃えた興味深い性質を有する。この錯体を理解する化学が「錯体化学」である。特に、錯体化学の基礎、錯体の合成と反応、錯体の電子状態と構造・物性等について勉強し、錯体の機能と応用に発展している応用・材料化学分野、集積機能化学分野、生物無機化学分野等、さらには、境界領域への展望を含め、現代・近未来の錯体化学の広がりについて学習する。
目的
Objectives
無機と有機の両方を兼ね揃えた興味深い性質を有する錯体に関する化学、すなわち、「錯体化学」を理解する。
さらに、本学科が定めるポリシーにおける専門知識の滋養、研究者・技術者の育成実現等のための専門領域の選択科目の一つでもある。
到達目標
Outcomes
本学科が定めるポリシーの研究者・技術者への実現に向けて、電子構造・周期表、化学結合、錯体の結合等と言った錯体化学の基礎、錯体の合成法、錯体の置換反応、電子移動反応、光化学反応、配位子反応等と言った錯体の合成と反応、配位数、立体構造、各種スペクトル、磁性等の面から見た錯体の電子状態と構造・物性、さらには、応用・材料化学分野、集積機能化学分野、生物無機化学分野、境界領域等へ発展している錯体の機能と応用等の「錯体化学」全般について理解できることが目標である。
履修上の注意
Course notes prerequisites
既習得科目:無機化学1・2、有機化学1~3、物理化学1~3、量子化学1、機器分析1、生化学基礎 等。
同時に習得すべき科目: 機器分析2、量子化学2、生化学 等。
アクティブ・ラーニング科目
Teaching type(Active Learning)
課題に対する作文
Essay
- 小テストの実施
Quiz type test
ディベート・ディスカッション
Debate/Discussion
- グループワーク
Group work
-
プレゼンテーション
Presentation
- 反転授業
Flipped classroom
-
その他(自由記述)
Other(Describe)
-
準備学習・復習
Preparation and review
(準備学習)各回の授業前に「1時間程度」、事前配布プリントの対応する部分を読み、理解を深めておくこと。特に、対応する部分のキーワードを授業計画に示しておくので参考にすること。
(復習)各回の講義内容を「3時間程度」復習する。具体的には、プリント、板書したこと等をまとめ、自分なりのオリジナルノートを作成すること。
成績評価方法
Performance grading
policy
到達度評価試験 80%、レポート 20%
【フィードバックの方法】
試到達度評価試験、レポート等の質問、解説等は、その後の授業内・授業後、オフィスアワー内での研究室等において対応する。
学修成果の評価
Evaluation of academic
achievement
・S:到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A:到達目標を十分に達成している
・B:到達目標を達成している
・C:到達目標を最低限達成している
・D:到達目標を達成していない
・-:学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S:Achieved outcomes, excellent result
・A:Achieved outcomes, good result
・B:Achieved outcomes
・C:Minimally achieved outcomes
・D:Did not achieve outcomes
・-:Failed to meet even the minimal requirements for evaluation
教科書
Textbooks/Readings
・教科書を使用する場合は、MyKiTS(教科書販売サイト)から検索・購入可能ですので以下のURLにアクセスしてください。
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
 
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https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
参考書・その他資料
Reference and other materials
授業計画
Class plan
1 序論
錯体化学の目的と意義、授業内容、変遷と多様性等について学習する。

2~4 錯体化学の基礎
錯体化学の基礎となる電子構造・周期表、化学結合、錯体の結合等について学習する。

2 (1)原子の電子構造と周期表
  (2)化学結合①
原子軌道と電子雲、原子の電子配置、Pauliの排他原理、Hundの規則、周期表、化学結合(イオン結合、共有結合と配位結合)、二原子分子の結合、等核二原子分子、異核二原子分子、多原子分子の結合①等。

3 (3)化学結合②
  (4)錯体における結合①
多原子分子の結合、各種の混成軌道、混成軌道と分子の構造、原子価結合理論、結晶場理論①、配位子場理論等。
        
4 (5)錯体における結合②
結晶場理論②、錯体の異性、結合異性体、幾何異性体、光学異性体、配位子の略号、錯体の命名法等。

5~6 錯体の合成と反応
錯体合成の変遷、錯体の合成法、錯体の置換反応、電子移動反応および光化学反応、配位子の反応などについて学習する。

5 (1)錯体の合成
  (2)錯体の置換反応
錯体合成、置換反応、置換活性と置換不活性、安定度定数、安定度を決める因子(キレート効果、立体効果、マクロ環効果等)、置換反応機構(解離機構、交替機構および会合機構)、等。

6 (3)錯体の電子移動反応
  (4)錯体の光化学反応
  (5)配位子の反応
酸化還元反応と電子移動反応、電子移動の駆動力、電子移動速度、内部配位圏と外部配位圏、内圏型電子移動反応、外圏型電子移動反応、酸化還元反応、酸化還元電位、光化学反応、光化学反応と電子遷移、人工光合成システム、配位子の反応等。

7~9 錯体の電子状態と構造・物性
錯体の電子状態ならびに構造・物性について、配位数、立体構造、各種スペクトル、磁性などの面から学習する。

7 (1)錯体の電子状態と構造
  (2)錯体の配位数と立体構造
錯体の電子状態と構造、錯体の配位数と立体構造(2配位~10配位以上)、錯体の対称性と点群等。

8 (3)錯体の電子状態とスペクトル
  (4)錯体の紫外・可視吸収スペクトル
錯体の電子状態とスペクトル、錯体の紫外・可視吸収(UV・vis)スペクトル、UV・visスペクトルと各種の電子・電荷移動遷移、許容遷移と禁制遷移等。

9 (5)錯体の磁性と電子スピン共鳴スペクトル
  (6)錯体の光電子スペクトル
錯体の磁性、反磁性と常磁性、磁化率、電子スピン共鳴(ESR)スペクトル、Zeeman相互作用、超微細構造、光電子スペクトル(XPS)、化学シフト、結合エネルギー等。

10~14 錯体の機能と応用
錯体の機能ならびに応用について応用・材料化学分野、生物無機化学分野等の面から学習する。

10 (1)錯体と応用・材料化学①:
      錯体の形成反応、置換反応から白金錯体系抗癌剤まで
金属イオンの分析・抽出・捕集、金属イオン、センサー、抗癌治療薬剤等。

11 (2)錯体と応用・材料化学②:
      錯体の色(色素・顔料)、吸収・蛍光、光化学からポルフィリン
      錯体を用いた癌の光線力学療法まで
色素と顔料、吸収・蛍光、光化学、癌診断薬剤、癌光線力学療法等。

12 (3)錯体と応用・材料化学③:
    錯体の集積化と機能、電気伝導性から金属ポルフィリン分子集合系お
    よび多核錯体系を用いた酸素還元触媒
多核錯体、集積化錯体、デンドリマー、自己集合化錯体、金属錯体液晶、酸素還元触媒等。

13 (1)錯体と生物無機化学①:
      生物無機化学の基礎およびヘモグロビンと人工血液
生物無機化学、生体含有金属イオン(種類、濃度、役割等)、金属含有生体分子(金属酵素、金属タンパク質等)、ミオグロビン、ヘモグロビン、人工血液、人工赤血球、人工酸素運搬体等。

14 (2)錯体と生物無機化学②:
      スーパーオキシドジスムターゼ(SOD)と抗酸化系
スーパーオキシドジスムターゼ(SOD)、SOD模倣体、抗酸化系、活性酸素種、生体防御系等。

15 到達度評価
当該授業における到達度を到達度試験により確認する。その後、授業として当該授業科目の内容の総括を行う。
教職課程
Teacher-training course
実務経験
Practical experience
-
教育用ソフトウェア
Educational software
-
備考
Remarks
9972450
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