資料詳細

目次

1 熱力学の基本概念

  1・1 熱力学とは何か,なぜ役に立つか

  1・2 巨視的な変数:体積,圧力,温度

  1・3 熱力学系を表すのに必要な基本的な定義

  1・4 状態方程式と理想気体の法則

  1・5 実在気体の状態方程式

2 熱,仕事,内部エネルギー,エンタルピー,熱力学第一法則

  2・1 内部エネルギーと熱力学第一法則

  2・2 仕事

  2・3 熱

  2・4 仕事と系のエネルギー変化の分子論的な見方

  2・5 熱容量

  2・6 状態関数と経路関数

  2・7 平衡,変化,可逆性

  2・8 可逆過程と非可逆過程による仕事

  2・9 ΔUの測定とエンタルピーの導入

3 状態関数としての内部エネルギーとエンタルピー

  3・1 状態関数の数学的な性質

  3・2 UのV依存とT依存

  3・3 UはVとTのどちらに強く依存するか

  3・4 定圧でのエンタルピーの温度変化

  3・5 CpとCvの関係

  3・6 定温でのエンタルピーの圧力変化

  3・7 ジュール-トムソンの実験

  3・8 等エンタルピー膨張を利用した気体の変化

4 熱化学

  4・1 化学結合に蓄えられたエネルギー

  4・2 化学反応による内部エネルギーとエンタルピーの変化

  4・3 状態関数の性質に基づくヘスの法則

  4・4 反応エンタルピーの温度依存性

  4・5 化学反応のΔUとΔHの測定

  4・6 補遺:示差走査熱量測定

5 エントロピーと熱力学第二法則,熱力学第三法則

  5・1 自然に進む変化の方向

  5・2 熱機関と熱力学第二法則

  5・3 エントロピーの導入

  5・4 エントロピー変化の計算

  5・5 孤立系のエントロピーと変化の方向

  5・6 クラウジウスの不等式

  5・7 外界のエントロピー変化

  5・8 絶対エントロピーと熱力学第三法則

  5・9 標準状態エントロピー

6 化学平衡

  6・1 ギブズエネルギーとヘルムホルツエネルギー

  6・2 U,H,A,Gの微分形

  6・3 ギブズエネルギーとヘルムホルツエネルギーのP,V,T依存性

  6・4 反応混合物のギブズエネルギー

  6・5 気体混合物のギブズエネルギー

  6・6 理想気体の混合ギブズエネルギー

  6・7 化学反応のΔRG°の計算

  6・8 理想気体混合物の平衡定数

  6・9 理想気体混合物の平衡分圧の計算

7 実在気体の性質

  7・1 実在気体と理想気体

  7・2 実在気体の状態方程式とその適用範囲

  7・3 圧縮因子

  7・4 対応状態の法則

  7・5 フガシティーと実在気体の平衡定数

8 相図と相の安定性

  8・1 相の安定性を決めるもの

  8・2 P-T相図

  8・3 相律

  8・4 P-V相図とP-V-T相図

  8・5 P-T相図からわかること

  8・6 クラウジウス-クラペイロンの式と蒸気圧の温度変化

  8・7 純物質の蒸気圧の外圧による変化

  8・8 表面張力

  8・9 補遺:超臨界流体の化学

9 理想溶液と実在溶液

  9・1 理想溶液とは

  9・2 気相と溶液相にある成分の化学ポテンシャル

  9・3 2成分系の理想溶液モデル

  9・4 温度-組成図と分別蒸留

  9・5 ギブズ-デュエムの式

  9・6 束一的性質

  9・7 凝固点降下と沸点上昇

  9・8 浸透圧

  9・9 ラウールの法則からのずれ

10 電解質溶液

  10・1 溶液におけるイオン生成の熱力学関数

  10・2 イオンの生成と溶媒和の熱力学

  10・3 電解質溶液の活量と活量係数

  10・4 デバイ-ヒュッケルの理論によるγ±の計算

  10・5 電解質溶液の化学平衡

11 化学電池,バッテリー,燃料電池

  11・1 イオンの化学ポテンシャルに与える電位の影響

  11・2 電気化学における標準状態の選び方

  11・3 可逆電池電位の測定

  11・4 化学電池の反応とネルンストの式

  11・5 標準電極電位による電池電位の求め方

  11・6 電池電位による反応ギブズエネルギーと反応エントロピーの求め方

  11・7 電池電位と平衡定数の関係

  11・8 E°と活量係数の化学電池を用いた測定

  11・9 電池の表記法と化学電池のタイプ

12 古典力学から量子力学へ

  12・1 量子力学がなぜ必要か

  12・2 量子力学を生んだ実験と理論

  12・3 黒体放射

  12・4 光電効果

  12・5 粒子の波動性

  12・6 二重スリットによる回折

  12・7 水素原子のスペクトルとボーアモデル

13 シュレーディンガー方程式

  13・1 量子力学が必要な系の特徴

  13・2 古典的な波と非分散性波動方程式

  13・3 複素関数による波の表し方

  13・4 量子力学的な波とシュレーディンガー方程式

  13・5 演算子,オブザーバブル,固有関数,固有値

  13・6 固有関数の直交性

  13・7 完全系をつくる演算子の固有関数

  13・8 新しい概念のまとめ

14 量子力学の諸原理

  14・1 波動関数と存在確率

  14・2 オブザーバブルとその演算子

  14・3 個々の測定で得られる結果

  14・4 期待値と重ね合わせ状態

  14・5 量子力学系の時間発展

  14・6 重畳波動関数は実在するか

15 単純な系への量子力学の応用

  15・1 自由粒子

  15・2 一次元の箱の中の粒子

  15・3 二次元と三次元への拡張

  15・4 箱の中の粒子への基本原理の適用

16 箱の中の粒子モデルの応用

  16・1 有限深さの箱の中の粒子

  16・2 内殻電子と価電子の波動関数の重なりの違い

  16・3 共役分子のπ電子と箱の中の粒子モデル

  16・4 金属と絶縁体の違い

  16・5 進行波とポテンシャルエネルギー障壁

  16・5 障壁を通り抜けるトンネル現象

  16・7 走査トンネル顕微鏡と原子間力顕微鏡

  16・8 化学反応におけるトンネル現象

  16・9 補遺:量子井戸と量子ドット

17 可換な演算子,非可換な演算子,量子もつれ

  17・1 交換関係

  17・2 シュテルン-ゲルラッハの実験

  17・3 ハイゼンベルクの不確定性原理

  17・4 補遺:標準偏差で表したハイゼンベルクの不確定性原理

  17・5 補遺:三次元の箱の中の粒子を使った思考実験

  17・6 補遺:量子もつれ状態,量子テレポーテーション,量子コンピューター

18 分子の振動と回転の量子力学モデル

  18・1 古典的調和振動子

  18・2 回転運動と古典的剛体回転子

  18・3 量子力学的調和振動子

  18・4 二次元の量子力学的回転子

  18・5 三次元の量子力学的回転子

  18・6 角運動量の量子化

  18・7 球面調和関数

  18・8 空間量子化

19 二原子分子の振動分光法と回転分光法

  19・1 分光法の概要

  19・2 吸収,自然放出,誘導放出

  19・3 振動分光法の概要

  19・4 選択律の起源

  19・5 赤外吸収分光法

  19・6 回転分光法

  19・7 補遺:フーリエ変換赤外分光法

  19・8 補遺:ラマン分光法

  19・9 補遺:遷移速度の振動数依存性

20 水素原子

  20・1 シュレーディンガー方程式

  20・2 水素原子のシュレーディンガー方程式の解き方

  20・3 全エネルギーの固有他と固有関数

  20・4 水素原子のオービタル

  20・5 動径確率分布関数

  20・6 原子の殻モデルの有効性

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