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QC2

量子化学2

3年前期|分子軌道法を中心に、化学結合と分子の性質を量子論の立場から扱います。

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このページでは、千葉工大・応用化学科の学生が3年生前期に受講する科目「量子化学2」の資料を公開しています。

受講生以外の方へ。ここで公開している資料に誤りや説明の不足を見つけたら、こちらからお知らせください。

なお、各回に添えた講義動画はコロナ禍で急いで作ったものです。説明が間違っていたり足りなかったりする箇所があるので、あくまで授業の補助としてお使いください。

ガイダンス

講義スライド 00(PDF)

11 ページ ・ 519 KB

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第1回

講義スライド 01(PDF)

45 ページ ・ 4.0 MB

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余談:スライドのイラストについて

今回のスライドのイラストは、下の本から引用させていただきました。かわいいイラストに導かれながら、量子化学の基本を楽しく学べる本ですよ。ちなみに「この講義で単位が取れるかどうか」は、ガイダンスで説明した評価の方針のほうを確認してくださいね。

「量子化学を学ぶと何が嬉しいの?何が楽しいの?」を知りたい人には、次の本もおすすめです。上の本と同じように、楽しくて分かりやすいイラストがたくさんあり、ひとつひとつの説明が丁寧で柔らかいので、分子のなかの電子のふるまいを上手にイメージできるようになると思います。

参考:過去の講義動画

第2回

講義スライド 02(PDF)

40 ページ ・ 3.9 MB

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余談:ヒュッケル法の魅力

この講義で紹介するヒュッケル法、その面白さが「いまいち分からん😕」と思うかもしれません。そんな人には、藤永茂『分子軌道法』(絶版)に書かれた次の言葉をシェアしたいと思います。私の講義でも、「その思い切った簡単化にもかかわらず、物の本質がしっかりととらえられている」というヒュッケル法の素敵な魅力が少しでも伝わったら嬉しいです。

参考:過去の講義動画

第3回

講義スライド 03(PDF)

44 ページ ・ 3.7 MB

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補足:ヒュッケル法のアプリ

今回の授業で使うヒュッケル法のアプリ HuLiS は、下のリンクから利用できます。少し大きな共役系分子でも、これを使えば手軽に分子軌道を解析できます。

参考:過去の講義動画

第4回

講義スライド 04(PDF)

61 ページ ・ 4.2 MB

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講義スライド 04 補足(PDF)

16 ページ ・ 1.4 MB

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補足:エネルギー(eV)を波長(nm)に変換するには?

説明が長くなったので、回答はこちらの記事にまとめました。

参考:過去の講義動画

第5回

講義スライド 05(PDF)

40 ページ ・ 2.9 MB

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参考:過去の講義動画

第6回

講義スライド 06(PDF)

47 ページ ・ 3.1 MB

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参考:過去の講義動画

演習プリント

演習プリント(全回分・PDF)

20 ページ ・ 4.2 MB

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次のステップ

この講義で学ぶ量子化学は、コンピュータで分子を解析する「量子化学計算」の基礎になります。

  • 応用化学実験3:量子化学実験 — 代表的な量子化学計算アプリ Gaussian を使って、ディールス・アルダー反応を理論的に解析します。
  • GAMESSではじめる量子化学計算 — もう少し実践的な量子化学計算の基礎を、無償で使えるアプリ GAMESS を題材にまとめた手引きです。
  • 配属案内 — やまラボでは量子化学計算を使ったさまざまな研究に取り組んでいます。興味をもったら、ぜひ見学に来てください。