授業科目名 : 量子化学概論

科目コード 70520
配当学年 3年
開講年度・開講期 平成29年度・後期
曜時限 月曜・2限目
講義室 総合研究8号館NSホール
単位数 2
履修者制限 有り:講義に支障が出る場合は制限します。
授業形態 講義
使用言語 日本語
担当教員    所属・職名・氏名 工学研究科・教授・佐藤啓文

授業の概要・目的

化学は量子力学の原理の発現の場であり、この立場から化学をできるだけ演繹的に研究し、本質を理解するのが量子化学である。物理化学II(工業基礎化学)程度の知識を前提として、さらに量子化学の理解を深め、その考え方、方法論、およびその応用例について講述する。

成績評価の方法・観点及び達成度

定期試験で評価する。

到達目標

化学現象の支配原理としての量子化学の基礎事項について、体系的な習得を目指す。

授業計画と内容

項目 回数 内容説明
量子化学について 1 化学においてなぜ量子化学を用いることが必要か、その位置づけと必要性について 具体例を挙げながら解説する。
必要な数学の復習 1 行列演算と固有値問題、一次変換などの基礎的な数学について演習を通して復習する。
角運動量とスピン 2 昇降演算子などを交えて軌道およびスピン角運動量演算子に関して解説する。
量子化学の方法論とその概念 2 摂動法など量子化学にとって必要な近似法を説明して、具体的な解析例を解説するとともに、演習を行う。
分子軌道法の定式化:Hartree-Fock法 3 変分法を復習しながら、現在の理論化学の基礎となっている分子軌道概念とHartree-Fock(HF)方程式について解説する。
第二量子化 2 現代の量子化学を理解する上で重要な第二量子化に関して解説する。
分子軌道から分かること 2 量子化学計算からは、反応性やエネルギー以外にも非常に多くの知見が得られる。HFに関する演習を交えながら、電気双極子モーメント、分子構造などについて解説する。
電子相関とは何か? 1 分子軌道法は独立粒子モデルであり、電子相関(電子同士の相関)があらわには考慮されていない。また分子の光過程を理解する上で励起状態の理解は必須である。これまでの内容の演習を踏まえながら、これらの初歩的な解説を行なう。
4
学習到達度の確認 1 本講義の内容に関する理解度を確認する。

教科書

無し(ノート講義)

参考書等

「三訂 量子化学入門」米澤、永田、加藤、今村、諸熊、化学同人
「入門分子軌道法」藤永著、講談社

履修要件

物理化学II(工業基礎化学)程度の知識

授業外学習(予習・復習)等

講義において課題問題等を適宜配布する

授業URL

http://www.riron.moleng.kyoto-u.ac.jp/

その他(オフィスアワー等)