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３（元素・化合物）

開講元: 応用化学系
担当教員: 中島裕美子
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 木3-4 (S4-201(S421))
クラス: -
科目コード: CAP.N203
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、周期表の水素、sブロック元素、pブロック元素の各元素の特徴および用途などを通じて無機化学の多様性および魅力について解説する。
[講義のねらい] 水素吸蔵合金、リチウムイオン電池、マグネシウム合金など身の回りでも広く使われている製品の機能の根源を知ることで、無機化学がいかに生活に密着した分野であるかを知ることができる。また、元素固有の性質・特徴を理解することは新たな機能性材料を設計する上でも必要不可欠である。この講義ではｄおよびｆブロック元素を除く1, 2族および13から18族の元素について解説し、各族の元素の基礎的な性質および元素の多様性を理解し、元素固有の性質・機能がどのように化合物の性質を決定しているかを理解することを目的とする。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得する。
1) 周期表に並ぶ各族の元素の基礎的な性質および元素の多様性を理解する。
2) 元素固有の性質・機能がどのように化合物の性質を決定しているかを説明できる。

キーワード

水素、ｓブロック元素、ｐブロック元素、機能材料

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

この講義では周期表にしたがい、まず他の元素と大きく性質が異なる水素の化学について解説し、続いて1族元素、2族元素のｓブロック元素について、さらにｐブロックの元素について族ごとに系統的に解説し、それら各元素の特長について学ぶ。最終日には理解度確認のための期末試験を実施する。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	水素	他の元素とは大きく異なる水素の独特な性質および水素の二元化合物の性質を説明できる。
第2回	1,2 族元素 (Li, Na, K, Be, Mg, Ca)	1,2族元素の産出と単離および性質と用途を説明できる。
第3回	13族元素(1) （ホウ素とWade則）	電子不足元素である13族化合物、とくにホウ素の性質を説明できる。また、ホウ素のクラスター化合物の構造と骨格電子対との関係をあらわすWade則を説明できる。
第4回	13，１４族元素（Al, Ga, In, Tl, C)	13族元素の産出と単離および性質と用途、さらにｐブロック元素に見られる特徴的な傾向を説明できる。また炭素の特徴的な性質を説明できる
第5回	14族元素 (Si, Ge, Sn, Pb)	生体や機能材料における14族元素の重要性を説明できる。
第6回	15, １６族元素	広い範囲の酸化状態をもつ15および16族元素の多様性を説明できる。化合物の構造をVSEPRモデルを用いて説明できる。
第7回	17, 18族元素	ハロゲン同士、ハロゲンと酸素、ハロゲンと希ガスがつくる広範囲の化合物の構造をVSEPRモデルを用いて説明できる。
第8回	理解度確認のための演習と解説	1~7回の講義内容を理解し、演習問題に解答できる。

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

1) 指定なし。
2) 授業で扱う全ての資料は、事前にOCW-iにアップする。

成績評価の方法及び基準

期末試験(70%)、授業参加度(30%)（授業参加度は授業中の小テストなどにより算出する）

履修の条件・注意事項

履修の条件は設けないが、無機化学第一（結合論）、無機化学第二（反応と構造）、無機化学（材料化学）（CAP.B223.E）を履修していることが望ましい。

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

中島裕美子（nakajima.y.ap[at]m.titech.ac.jp、内線2150）

オフィスアワー

メールで事前予約すること。