2024年度学院等開講科目物質理工学院応用化学系

無機化学２（構造・反応） A

開講元: 応用化学系
担当教員: 大友明
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火7-8 (S2-204(S221))
クラス: A
科目コード: CAP.N202
単位数: 100
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年3月17日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

[講義の概要] 本講義では、無機化学第一（結合論）を履修してきた学生を対象に、酸塩基反応、酸化還元反応、固体の構造、について解説する。
[講義のねらい] 化学反応は原子間で電子が授受されることによって新たな結合の生成や切断が起こる現象であり、その基礎的な反応機構を固体の構造とともに学ぶことは、元素の化学的性質を理解するために必要不可欠である。本講義では、まずブレンステッドとルイスの定義による酸と塩基の強さ・硬さや電気化学系列を用いて化合物の反応性を記述する方法を理解する。続いて、結晶構造や電子構造の型が元素の性質や原子の電子構造に由来することを理解する。そして、周期表をもとに分子や化合物の反応性や原子が緊密に結合した状態を議論できる能力を養う。

到達目標

本講義を履修することによって、
1) 酸・塩基と酸化・還元に関する基礎的な知識と考え方を修得できる。
2) 元素の性質に基づいて、単純な固体の結晶構造を説明できる。
3) 周期表をもとに分子や化合物の反応性や原子が緊密に結合した状態を議論できる。

キーワード

酸塩基反応、ブレンステッド酸・塩基、ルイス酸・塩基、酸化還元反応、電気化学系列、不均化反応、均等化反応、結晶構造、イオン結合、格子エンタルピー

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

本講義は、（１）酸と塩基、（２）酸化と還元、（３）固体の結晶構造、の順番で進める。そして最終回に、理解度確認のための演習と解説を実施する。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	酸と塩基	酸性度定数を用いてプロトン移動の平衡を定量的に表す方法を理解し、ブレンステッド酸・塩基の特徴について説明することができる。
第2回	酸塩基反応	電子対の受容体と供与対について一般化されたルイス酸・塩基の特徴を理解し、プロトン移動を伴わない種々の酸塩基反応について説明することができる。
第3回	酸化還元対と電気化学系列	酸化還元対の標準電位から酸化還元平衡を定量的に示す方法を理解し、電気化学系列を使って化学種の安定性を導出できる。
第4回	酸化還元反応	ラチマー図、フロスト図、プールベ図、エリンガム図を使いながら、種々の環境下における酸化還元反応の特徴について説明することができる。
第5回	イオン固体の構造	結晶構造の種類と記述方法、及びイオン固体の構造の分類法を理解し、結合様式や配位数を求めることができる。
第6回	イオン結合	イオンモデルの理論に基づいて固体の熱力学的な性質について説明することができる。
第7回	理解度確認のための演習と解説	演習により総合的な理解度を高め，到達度を自己評価する。

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

P. Atkins, T. Overton, J. Rourke, M. Weller, F. Armstrong著、田中、高橋、安部、平尾、北川訳「シュライバー・アトキンス無機化学(上・下)」第6版（東京化学同人）ISBN: 978-4-8079-0898-1（上）、978-4-8079-0899-8（下）

参考書、講義資料等

講義資料は講義中に配布するとともにOCW-iにアップロードする。

成績評価の方法及び基準

演習等により到達目標の達成度を評価する。

履修の条件・注意事項

履修条件は特に設けないが、関連する科目（無機化学1（結合）（CAP.N201））とともに履修することが望ましい。

連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

大友明 ohtomo.a.aa[at]m.titech.ac.jp
荒井創: arai.h.af[at]m.titech.ac.jp

オフィスアワー

メールで事前予約すること。

その他

学籍番号が奇数の学生は【A】のクラスを、偶数の学生は【B】のクラスを履修選択してください。