授業の目的 【日本語】
Goals of the Course [JPN] | | | 化学は物質とその変化を扱う学問領域であり，広く理系分野の基礎となります。その対象は，原子から，様々な分子，高分子，固体，液体，さらに生体に存在する物質や地球環境に存在する物質，また，宇宙を形成している物質にまで及びます。私達は，様々な物質に囲まれ，これらを活用して生活を営んでいるので，物質とその振る舞いについての理解は重要です。化学基礎Ⅰ,Ⅱは，通年で連続して受講することにより，原子，分子などの物質の基本的単位がどのように組み立てられるかをはじめとして，様々な物質の構造とそのはたらき，物質へのエネルギーの出入り，化学反応の進み方，さらには生命現象や生活と物質とのかかわりなど，化学の基本的事項と魅力を体系的に学べるよう計画されています。 |
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course [ENG] | | Chemistry is a discipline that deals with substances and their changes, and is the basis of a wide range of science fields. The targets range from atoms to various molecules, macromolecules, solids, liquids, substances existing in living organisms and global environment, and also forming the universe. We are surrounded by various substances, so it is important to understand substances and their behavior.
Fundamentals of Chemistry I and II designed to be taken consecutively throughout the year, include how the basic units of substances such as atoms and molecules are assembled, and also deal with the structures and functions of various substances. It is planned to systematically learn the basics and attractiveness of chemistry, such as the inflow and outflow of energy, the progress of chemical reactions, and the relationship between life phenomena and substances. |
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授業の達成目標 【日本語】
Objectives of the Course [JPN] | | | ①〝化学結合″のできる仕組みと ②〝エントロピー″という新しい考え方 を理解できるようになる。さらに、③複雑な実在系に関する描像と ④計算科学とデータ科学への繋がり を思い描くことができるようになる。 |
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授業の達成目標 【英語】
Objectives of the Course [ENG] | | | The aim of this course is to be able to understand (1) the mechanism of "chemical bonding" and (2) the new idea of "entropy". Furthermore, atendees will be able to imagine (3) a picture of complex real systems and (4) a connection to computational science and data science. |
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授業の内容や構成
Course Content or Plan | | 「化学」は、物質の性質や変化を取り扱う学問です。その内容には、性質の説明や変化の法則を理解するための「基礎的側面」と、性質の分類と変化の表現を展開する「応用的側面」とがあります。本講義では、特に基礎的側面を扱います。最近、「高校化学」を、「理論」、「有機」、「無機」と３つに分類しますが、「大学化学」の特徴として、かなり理論的であることが挙げられます。つまり「大学化学」では、より理屈や考え方に重点を置いて説明します。例えば、Ｋ殻の電子は２個でＬ殻では８個と、２×（ｎの２乗）と単に暗記したり、「炭素の手は４つある」と覚えましたが、その理屈は「量子化学」を学習して学びます。さらにそれを基礎に”化学結合”を学びます。また「高校化学」では、化学平衡を学ぶ際「平衡が成立している条件（濃度、温度、圧力）を変化させると、その条件変化の影響を緩和する方向に平衡が移動する」という平衡移動の原理（ルシャトリエの原理）を習います。ところが（理想）気体が膨張したり、０℃の氷が水（０℃）に融けたりする現象は、なぜ起こるのでしょうか？ 一部の高校の参考書には、これは“乱雑さ”が増すからと説明されていますが“乱雑さ”とは一体何なのでしょうか？
本講義の構成は以下のとおり。(ただし説明の都合で前後することがあります。)
1. ガイダンス
2. 物質の構成
3. 粒子の結合: 化学結合の考え方
4. 力学･波・原子
5. 粒子の結合: 共有結合と分子軌道
6. 粒子の結合: 配位結合と分子間力
7. 粒子の結合: 分子軌道法
8. 物質量と化学反応式
9. 粒子の熱運動と三態の変化
10. 気体と気体のモデル化
11. エントロピー
12. 自由エネルギー
13. 化学反応と化学反応のモデル化
14. 化学平衡
15. 化学とデータ科学、社会実装
また、授業において化学関係のニュースを受講生に紹介してもらう「ニュースレビュー」を実施します。
受講生は講義期間中に一度はプレゼンを行うことになります。 |
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履修条件・関連する科目
Course Prerequisites and Related Courses | | 好奇心と積極性を持っているととても良い。
関連科目：物質と科学（理系教養科目）（後期）（並行しての履修を勧める！）；化学実験；化学基礎Ⅱ（情報学部） |
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成績評価の方法と基準
Course Evaluation Method and Criteria | | | 出席や質問、プレゼン、小テスト、クイズレポート、定期試験などの総合評価による。 |
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教科書
Textbook | | | 毎回、資料を準備します。（ただし持っていたらとても良い「教科書」として、●マッカーリ・サイモン原著『物理化学―分子論的アプローチ』（上・下）（東京化学同人）を上げておきます。） |
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参考書
Reference Book | | | ●神部武志、佐々木直幸、内藤正美、渕上信子著『コンピュータ物理の世界』●平山令明著『実線量子化学入門』●竹内淳著『高校数学でわかるボルツマンの原理』（以上、講談社）●Ａ．スコット著、野中浩一訳『生命のメカニズムがわかる本』（ＨＢＪ出版局）●長岡正隆編著『すぐできる分子シミュレーションビギナーズマニュアル』（講談社） |
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課外学修等
Study Load (Self-directed Learning Outside Course Hours) | | | 高校化学を復習したい人は、課外学習として、下の本授業に関するWebページに掲示している「物質の構造」「物質の状態」「化学反応速度と化学平衡」「酸・塩基と酸化・還元」「無機物質」「有機物質」「実践問題」を自習するとよい。 |
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注意事項
Notice for Students | | |
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本授業に関するWebページ
Reference website for this Course | | |
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担当教員からのメッセージ
Message from the Instructor | | ・TACT の当該講義サイトに「講義資料」を、講義の進行状況に応じて、アップロードして行きます。出席者は、適宜、アクセスし、あらかじめ、それを必要に応じてダウンロード・印刷・持参して、講義に臨んでください。
・講義に関する質問も、随時、受けていますので、遠慮せずに質問してください。直接、研究室（大学院情報学研究科棟６Ｆ）に出向いて下さっても結構ですし、学部のＷＥＢページで確認できる電子メールアドレスにメールを送って貰ってもＯＫです。（ただし氏名を名乗ったメールでお願いします。） |
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実務経験のある教員等による授業科目（大学等における修学の支援に関する法律施行規則に基づくもの）
Courses taught by Instructors with practical experience | | |
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授業開講形態等
Lecture format, etc. | | B-2）対面授業科目（一部遠隔：オンデマンドあり）
対面授業の場合の講義室は、時間割B表（名大ポータル>教養教育院ページ掲載）を確認すること。 |
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