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物理化学1  [Physical Chemistry 1]

開講情報
2年次 前期 1単位 必修
担当教員
教授 石田 寿昌    
備考
授業の目的と概要
 物理化学は物質の構造・性質・反応を体系的に解明しようとする学問で、生命科学を学ぶ上で極めて重要な科目である。とりわけ、医薬品の適正使用に責任ある立場の薬剤師を目指す学生にとって習得せねばならない物理化学の重要項目としては、(1)分子自身が示す化学的性質を理解する上で必要不可欠な原子・分子の化学構造とその性質に関する事項(電子状態論・構造論を扱う量子力学)、(2)分子の集合体(錠剤や液剤などの剤形)に見られる性質や反応(それらは分子単独では見られない)を理解する上で必要不可欠な知識に関する事項(物性論・反応論を扱う熱力学)、(3)その中間的な性質を示す気体現象に関する事項(気体分子運動論を扱う統計力学)がある。(1)に関しては本学では基礎化学・有機化学関連で講義される。従って、「物理化学1」と「物理化学2」では残り重要項目、即ち、(2)および(3)が講義対象となる。即ち統計力学と熱力学を中心に学ぶことになる。
●一般目標(GIO)
 物質の状態および相互変換過程を解析できるようになるために、熱力学の基本的知識と技能を修得する。
授業の方法
講義
教科書を用いて、主に講義形式で授業を行う。
●準備学習や授業に対する心構え
物理化学を修得するには「予習が絶対に必要」である。何の予備知識も持たずただ漫然と講義を聴いてわかる科目でないことを肝に銘じてほしい。ある程度の予備知識があれば、無い場合に比べて、格段に講義内容が理解できることは既に多くの学生によって証明されている。私の講義が理解できるか否かは復習よりも予習に大きく依存しているといっても過言ではない。話している内容が理解できなければ、興味が持てなく、退屈な講義になってしまう。これが物理化学の不人気な最大要因である。予習をすることで、私の話している内容が少しでも理解できれば、聞く意欲もわいてくるというものである。一方、講義において数式表現が多く用いられるが、簡単な数式表現を理解することは多くの言葉で説明するよりももっと的確にその本質を理解することができる。従って、最低限必要な式は理解せねばならないことを納得し、数式に慣れてもらいたい。本講義では、理解しにくい事項や誤解しやすい箇所はできるだけゆっくりと説明すると共に、演習等を積極的に取り入れ、出来る限り平易に講義したい。
●オフィス・アワー 
月〜土の任意の時間帯(月と木の午後4時以降は会議、ishida@gly.ousp.ac.jp)
成績評価法
定期試験及び受講状況を総合的に評価する。
定期試験80%、平常点20%
教科書
書名 著者名 出版社名
『物理化学』 石田寿昌 京都廣川書店
参考書
書名 著者名 出版社名
『薬学のための物理化学』 西庄重次郎 (編) 化学同人
『ムーア新物理化学』 W.J.Moore (藤代亮一 訳) 東京化学同人
『バーロー物理化学』 G.M.Barrow (藤代亮一 訳) 東京化学同人
『基礎化学熱力学』 E.B.Smith (小林 宏、岩崎槇夫 訳) 化学同人
『物理化学』 石田寿昌 (編) 化学同人
授業計画
項目 授業内容
1 基本式と単位 物理化学における物理量、単位及び基本的数学表現について理解できる。
基本的な数式表現、指数関数、対数関数、微分、積分、微分方程式、積分方程式、式の変換、国際単位、有効数字
2 気体(1) 理想気体の状態方程式について説明できる。
3 気体(2) 3種類の気体定数の値とその単位変換について理解できる。
4 気体(3) ファンデルワールスの状態方程式について説明できる。
5 気体(4) 気体の分子運動とエネルギーの関係について説明できる。
6 気体(5) エネルギーの量子化とボルツマン分布について説明できる。
7 化学反応に伴うエネルギー(1) 系、外界、境界について説明できる。仕事および熱の概念を説明できる。
8 化学反応に伴うエネルギー(2) 熱力学第一法則について式を用いて説明できる。状態関数の種類と特徴について説明できる。
9 化学反応に伴うエネルギー(3) エンタルピーについて説明できる。
10 化学反応に伴うエネルギー(4) 定圧熱容量および定容熱容量について説明できる。
11 化学反応に伴うエネルギー(5) 標準生成エンタルピーについて説明できる。
12 化学反応に伴うエネルギー(6) 代表的な物理変化、化学変化に伴う標準エンタルピー変化を説明し、計算できる。
13 まとめ
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