【講義概要】
分子が示す様々な機能は、分子の構造と電子状態によって決まる。これらは化学結合論により関係づけられる。本科目では、共有結合・イオン結合・配位結合といった代表的化学結合とそれらができる仕組み、分子の立体構造、さらに分子間相互作用を、電子の振る舞いにまで踏み込み、量子力学の観点から整理する。その上で、機能性材料の設計指針となる分子および分子集合体の構造形成・機能発現の原理、放射線による化学結合の破壊と生体影響、生体分子の構造と機能および医薬品の働きの学習を通して、化学結合を総合的、俯瞰的に理解する。
【授業の目標】
１．原子や分子の大きさ、電子の振る舞いの特徴、化学結合ができる仕組みを理解する。
２．炭素化合物の構造多様性とその原因を結合論、原子軌道、分子軌道の観点から理解する。
３．材料として機能する分子とその集合体の構造、電子状態と機能の関係を具体例を通じて理解する。
４．分子レベルでの遺伝の仕組み、放射線による化学結合の破壊とその生体への影響を理解する。
５．生体物質の化学結合、構造、機能、反応および医薬品の働きを理解する。
第1回 原子、分子の世界
実験結果に基づき、電子などミクロな世界での粒子の運動状態の記述には、従来の物理学に代わる新しい理論が必要であることを示す。水素原子の離散的なエネルギー準位、電子の波動性と粒子性の二面性が重要である。原子の大きさ、励起エネルギーのオーダーも押さえる。
【キーワード】
光子、エネルギー準位、量子数、プランク定数、物質波、ボーア半径
担当講師：橋本 健朗(放送大学教授)
バルマー系列
