令和4年度『物理化学IB』講義

開講日: 2年次2ターム・水曜1-2時限および金曜7-8時限 (クォーター開講,2単位)

目標: 『基礎物理化学B』に引き続き,量子化学の入門として,調和振動子,剛体回転子,水素原子についてシュレーディンガー方程式の解を求め,結果の物理的意味を講義する。最後に,多電子原子の電子構造をとりあげる。必要に応じて問題演習を行い,「知識・理解」の定着を図る。

共通テキスト: P. Atkins & J. de Paula著,中野・上田・奥村・北河訳,「物理化学(上)第10版」,東京化学同人.
講義用テキスト:D. O. Hayward著,立花明知訳,「入門量子化学」,化学同人.
コースリザーブ電子書籍:類家正稔著,「詳解 量子化学の基礎」,東京電機大学出版局. (同時アクセス数 = 3) (著者によるサポートページ:正誤表)
化学用語の正しい理解のため
 玉虫・井上・梅澤・小谷・鈴木・務台,「エッセンシャル化学辞典」,東京化学同人.
を手元において参照することを勧める。

シラバスはこちら。学生情報システム「もみじ」でも確認できます。

授業内容

1 Chapter 1: Introduction
 1.1 Postulates of quantum mechanics
 1.2 The time-independent Schrödinger equation
2 Chapter 2: Vibrational Motion---The Harmonic Oscillator
 2.1 Classical vibration of a single particle
 2.2 Classical treatment of a vibrating diatomic molecule
3  2.3 The quantum-mechanical oscillator
 2.4 Properties of the solutions
4  2.5 Vibrational transitions of diatomic molecules
 2.6 A two-dimensional harmonic oscillator
5 Chapter 3: Rotational Motion---The Rigid Rotor
 3.1 Rotation in two dimensions: the classical treatment
6  3.2 Rotation in two dimensions: a particle on a ring
7  3.3 Rotation in three dimensions: a particle on a sphere
 Appendix: Laplacian in spherical polar coordinates
 3.4 Rotational transitions of diatomic molecules
8 (Midterm exam)
9 Chapter 4: Hydrogenic Atoms
 4.1 The Schrödinger equation for hydrogenic atoms
10  4.2 The radial wavefunctions
11  4.3 Atomic orbitals
12  4.4 Radial distribution functions
 4.5 Spectroscopic transitions
Chapter 5: Many-Electron Atoms
 5.1 Spins
13  5.2 The Schrödinger equation for the helium atom
 5.3 The orbital approximation
14  5.4 Perturbation theory applied to the helium atom
15  5.5 Spin orbitals and the Pauli principle
 5.6 The Aufbau principle
16 (Final exam)

新型コロナ感染対策のため,講義を対面+双方向オンライン(Microsoft Teams)のハイブリッド形式で提供します。要領を得ないときがあるかも知れませんが,ご容赦ください。


定期試験問題 (他サイトへのファイルの転載を禁じる)

2022年度中間試験問題 (2022年7月8日実施,pdfファイル)
2022年度期末試験問題 (2022年7月29日実施,pdfファイル)
新型コロナ感染防止のため,2021年度中間試験は実施しなかった。
2021年度期末試験問題 (2021年8月4日実施,pdfファイル)

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