化学【グループ】【旧】のシラバス情報

科目名称
Course title(Japanese)
化学 科目番号
Course number
科目名称(英語)
Course title(English)
Chemistry
授業名称
Class name
化学【グループ】【旧】
教員名 中山 泰生,四反田 功
Instructor
開講年度学期 2022年度 前期~後期
Year/Semester
曜日時限 前期(木曜1限)、後期(木曜1限)
Class hours
開講学科
Department
理工学部 電気電子情報工学科
外国語のみの科目
(使用言語)
Course in only foreign
languages (languages)
-
単位
Course credit
4.0 授業の主な実施形態
Main class format
対面授業/On-site class
概要
Descriptions
【授業の概要】
本講義では,原子や分子集合体の構造と物性、化学の世界を支配する法則を学ぶことで,日常生活や工業、生産活動において必須の化学、すなわち、化合物の構造と性質、さらにその集合体が示す物性が何に起因するのかを学ぶ。
目的
Objectives
【目的】
本学科の学生にとって必要な材料・物質についての化学知識を理解させる。なお、本科目は当学科のカリキュラム・ポリシー「1. 自然・人間・社会に係る幅広い教養を修得し、専門分野の枠を超えて横断的にものごとを俯瞰できる能力。2. 機械工学分野で必要な基礎学力と、その上に立つ専門知識。」に該当する科目である。
到達目標
Outcomes
【到達目標】
機械工学科の学生にとって必要な物質・材料についての化学知識、原子や分子の運動、分子や原子からなる化学の世界を支配する法則(熱力学の基礎)、日常生活や機械生産にとって必要な有機・無機物質の集合体構造や、潤滑等の界面現象が理解できるようになる。
履修上の注意
Course notes prerequisites
【履修上の注意】
高校までの化学、物理、そして基礎数学(化学に必要な指数、対数、三角関数、微分、積分)を勉強しておくこと。
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】
各回の授業前日に2時間程度、指定した教科書等の授業内容に関連した部分をよく読んでおくこと。

【復習】
講義の終わった当日、1時間程度、配布プリント、ノート、教科書等をよく読み基本事項を復習しておくこと。 
成績評価方法
Performance grading
policy
【成績評価方法】
(前期)到達度評価試験(あるいはそれに代わる理解度の確認試験)60%,平常点(講義中の試問・アンケートへの回答,講義後の小テストへの解答など,授業への積極的な取り組み姿勢)40%
(後期)平常点(小テスト,レポート課題など)40%,到達度評価試験60%

【フィードバックの方法】
講義中に実施する小テストなどの解答例についてはプリント配布,ないしはLETUSに掲示する。
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/
 
・Search and purchase the necessary textbooks from MyKiTS (textbook sales site) with the link below.
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
参考書・その他資料
Reference and other materials
下記を教科書として用いる。
「理工系の基礎 基礎化学」丸善出版 (2015) ISBN 978-4621300121
その他,参考となる図書を講義中に紹介することがある。 
授業計画
Class plan
1.はじめに〈対面授業〉
【教科書第1章】理工系の大学生の基礎素養として化学を学ぶ意義と,本講義の到達目標について概説する。

2.量子論の基礎〈対面授業〉
【教科書第2章】光や電子といった「量子」の振舞いを支配する基本法則である量子力学の基礎を学ぶ。

3.原子の構造(1)〈対面授業〉
【教科書第2章】原子スペクトルとボーアの原子模型について説明する。

4.原子の構造(2)〈対面授業〉
【教科書第2章】水素原子の厳密な構造を導く上で必要となるシュレディンガーの波動方程式について説明する。

5.原子の構造(3)〈対面授業〉
【教科書第2章】量子力学から導かれる水素原子の厳密な構造と,電子の「軌道」について学ぶ。

6.元素の性質(1)〈対面授業〉
【教科書第3章】電子配置(原子軌道への電子の詰まり方)の規則性と,元素の周期律について解説する。

7.元素の性質(2)〈対面授業〉
【教科書第3章】元素の化学的性質を価電子(最外殻電子)との関連で説明する。

8.化学結合の種類と性質(1)〈対面授業〉
【教科書第4章】原子あるいは分子の間にはたらく化学結合の起源と性質について解説する。

9.化学結合の種類と性質(2)〈対面授業〉
【教科書第4章】軌道混成および結合次数の概念について学ぶ。

10.化学結合の種類と性質(3)〈対面授業〉
【教科書第4章】分子の構造と分極について学ぶ。

11.物質の三態(1)〈対面授業〉
【教科書第5章】気体の性質について学ぶ。

12.物質の三態(2)〈対面授業〉
【教科書第5章】熱力学の三法則について学ぶ。

13.物質の三態(3)〈対面授業〉
【教科書第5章】液体の性質について学ぶ。

14.物質の三態(4)〈対面授業〉
【教科書第5章】固体の性質について学ぶ。

15.到達度評価および総括〈対面授業〉
1~14の到達度の確認と解説を行う。

16. 後期の化学の概説〈対面授業〉
化学2の流れを説明する.本講義の到達目標について概説する.

17. 核分裂と原子力発電の原理〈対面授業〉
放射線の種類と生体に対する影響について概説する.

18. 気体分子の運動(1)〈対面授業〉
(準備学習)教科書の5章を読んでおくこと。
気体分子運動論を勉強する。気体分子運動論から気体の圧力、ボイル・シャルルの法則、ドルトンの分圧の法則についての知識を得ることができる。

19. 気体分子の運動(2)〈対面授業〉
気体分子運動論から、気体の圧力と温度による気体分子の平均速度、衝突回数、平均自由行程について学ぶ。気体分子運動論を学ぶことで、将来、真空ライン設計などに必要な知識を得ることができる。

20. 化学熱力学の基礎(1)〈対面授業〉
(準備学習)教科書の5章5.5を読んでおくこと。
気体分子の乱雑な運動と頻繁な衝突、分子運動エネルギーとの関係を背景にして、熱力学第1法則(熱と仕事と内部エネルギーの関係)と熱力学の第二法則(熱の流れや一部の熱エネルギーしか仕事につかえない)についての知識を得ることができる。

21. 化学熱力学の基礎(2)〈対面授業〉
(準備学習)教科書5章5.5を読んでおくことを読んでおくこと。
熱と仕事と内部エネルギー、エンタルピーについて学び、さらに定積熱容量、定圧熱容量が理解できるようになる。  

22. 化学熱力学の応用〈対面授業〉
(準備学習)教科書5章5.5と配布資料を読んでおくこと。
等温膨張・圧縮、断熱膨張・圧縮の仕事が理解できるようになる。エアコン・冷蔵庫・ジーゼルエンジン等に利用されている断熱圧縮・膨張について説明できるようになる。等温膨張・圧縮、断熱膨張・圧縮の仕事からカルノーサイクルの役割を知ることができ、また、機械工学にとって必要な熱機関の効率についての知識を得ることができる。

23. 有機化合物の構造と命名法〈対面授業〉
教科書「基礎化学」のp. 162の炭素数20までの直鎖飽和炭化水素のIUPAC名の英語名と日本語名を覚えておくこと。
有機化合物の構造と命名法:(準備学習)教科書「基礎化学」11章を読んでおくこと。有機化合物の命名する基本知識が得られる。 

24. 有機化合物の命名法〈対面授業〉
(準備学習)教科書「基礎化学」11章のp.162-169を読んでおくこと。
いろいろな構造の有機化合物の命名できるようになる 

25. 有機化合物の構造と性質〈対面授業〉
(準備学習)教科書「基礎化学」12章を読んでおくこと。
炭化水素からなる有機化合物の構造と性質との関係、脂肪酸やアルコールのような極性基をもつ有機化合物の構造と性質との関係が理解できるようになる。

26. 界面化学概論 (1)〈対面授業〉
(準備学習)配布資料を読んでおくこと。
界面およびコロイド化学の基本的知識(表面張力、界面張力、表面や界面が影響する物性など)、表面処理、触媒などに関する応用知識が得られる。

27. 界面化学概論 (2)〈対面授業〉
(準備学習)配布資料を読んでおくこと。
界面活性剤の性質、エマルションや分散系の安定性を保つ方法。様々な分野でのエマルションや分散系の応用、材料の表面処理、機械の潤滑(トライボロジー)などに関する知識が得られる。

28. 無機化学命名法と構造〈対面授業〉
(準備学習) 教科書「基礎化学」13章を読んでおくこと。
無機化合物の命名法と無機物質の構造に関する知識が得られる。

29. 材料化学「紛体、スラリー、セラミックス(機能性ファインセラミックス)概論」〈対面授業〉
紛体、スラリー(泥漿)、セラミックス(機能性ファインセラミックスを含む)の性質や応用についての知識が得られる。

30. 到達度評価 <対面授業>
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
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