科目名[英文名]
化学基礎   [Basic Chemistry]
区分 工学部専門科目  選択必修   単位数 2 
対象学科等   対象年次 24  開講時期 1学期 
授業形態 1学期  時間割番号 022654
責任教員 [ローマ字表記]
武蔵 正明   []
所属 工学府 研究室   メールアドレス

概要
この講義では、現代社会の様々な課題における化学の位置づけを示し、そこにある化学の本質について基礎化学を振り返りながら説明します。また課題の問題点を実感し正確な判断力を養うためにも定量的な解析法を取り入れます。今国際社会は「持続可能な開発目標(SDGs)」を達成すべく、産官学を超えて様々な分野で努力を続けています。SDGsの中で特に環境関連項目が重要視されており、それらには空気、気候変動、海洋保全、水・衛生、そしてエネルギーなどが含まれます。皆さんが専門課程に進み、さらには大学を卒業した後にどの分野に進んでも必ず直面する課題でしょう。その時の問題解決のツールとして化学的思考が必ず役立つことでしょう。
 この講義はActive Learningの反転授業形式で進めます。毎回事前に配布する課題や資料についての予習が必須となります。またこの講義では高校化学から大学基礎化学への接続も重視し、皆さんが化学への理解を深める手助けを行います。酸塩基反応や反応速度については、内容の本質を理解するために、Excelを使った仮想実験を実施します。

Google Classroomのクラスコード:cxeznm5
到達基準
大気汚染, オゾン層破壊, 地球温暖化, 水質汚染や酸性雨のメカニズムとこれらの対策について, 化学の視点で定量的に説明することができる。

本科目のディプロマ・ポリシーの観点: 履修案内のカリキュラムマップを参照してください。

授業内容
前半: 高校化学の復習と知識のupdate
第1回 ガイダンス(授業の達成目標,授業の進め方,成績評価の方法), 持続可能性,物質の分類, コロイド分散系, Ecological foot-print
第2回 原子と元素: 原子の構造, 周期表, 電子配置
第3回 量子数と電子配置: エネルギー準位, 量子数, 原子軌道
第4回 分子の構造と性質: 混成軌道, VSEPR, ルイス構造式, 極性分子, 双極子モーメント
第5回 分子振動と赤外吸収: フリーラジカル, 分子振動, 赤外吸収, 分子軌道, 錯体の構造
第6回 物質の状態変化: 物質の状態図, 超臨界流体, 高温水, 凝固点降下, 実在気体
第7回 前半のまとめ

後半: 基礎化学の知識を基に地球環境を考える
第8回 オゾン層の保護(オゾン層破壊のメカニズム): 紫外線, オゾン, 地球大気
第9回 気候変動に関わる化学: 分子構造, 気候システム
第10回 気候変動と大気汚染: 温暖化, 温室効果, 化石燃料, 大気汚染物質, 光触媒
第11回 水と環境: 水質汚染, 廃棄物処理, 酸化数, 酸化還元, 電池, Excel実習
第12回 海洋の酸性化: 酸と塩基, 化学平衡, 中和滴定, 酸解離指数, Excel実習
第13回 土壌汚染: イオン交換, 吸着平衡, Excel実習
第14回 核分裂の火: 同位体, 放射壊変, 年代測定, 反応速度, 活性化エネルギー, Excel実習
第15回 期末試験(筆記)
履修条件・関連項目
授業時間 30 時間に加え、配布した講義資料や参考書を参照し、本学の標準時間数に準ずる予習と 復習を行うこと。
テキスト・教科書
プリントを配布する。
参考書
環境化学全般:Middlecamp 他「改訂 実感する化学〈上巻〉地球感動編 」廣瀬千秋 訳、NTS
無機化学全般:下井 守著「基礎無機化学」東京化学同人
量子化学、化学構造と化学結合:大井隆夫 他「基礎化学ー原子・分子の構造と化学結合ー」コロナ社
Excelを使った定量分析化学:宗林由樹、向井 浩著「新・物質科学ライブラリ7、基礎分析化学」サイエンス社
成績評価の方法
毎回の課題レポート70%、学期末筆記試験30%、全体の60%以上で合格とする。
教員から一言
この講義を通じてみなさんに実感していただきたいことは、化学が現代社会の様々な課題と隔絶するものではなく、人の生活と身近のものであることです。またこの講義では、みなさんが高校化学で未解決であった部分を抽出・修復することや大学初学者レベルの知識を習得することをサポートいたします。
キーワード
基礎化学一般、大気汚染、オゾン層、気候変動、酸性雨、海洋の酸性化
オフィスアワー
講義前後の時間、及びGoogle Class Room経由での質問も可。
備考1
クラスコード:cxeznm5
備考2
参照ホームページ
開講言語
日本語
語学学習科目
更新日付
2022/04/11 9:04:24