All matter in the nature world is composed of one or more substances called elements. Human beings use variety kinds of matter to create materials that can be used for certain purpose. This course intends to give an introduction to the first and second year students on the fundamental elements and matter in the nature world, as well as the man-made materials composed of those elements, such as metals, ceramics and polymers which are quite important to modern society.

Students are expected to learn the basic knowledge of elements, matter in the nature world. Moreover, they will learn various kinds of materials that can be seen in our daily life and realize how important they are to the modern society.

Week 1: Atom and elements
Basic concept of atoms is introduced in this part. Such as atomic number, atomic weight, atomic size, etc.
Week 2: Periodical table of the elements
In this part we will learn what periodical table is and how to use it to derive relationships between various elements properties.
Week 3-12: From elements to matters and materials
In this part we will firstly introduce the important elements and the matter composed of them. After that, materials composed of those elements, which are being used in our modern society are to be introduced. For example, iron (Fe) and carbon (C) in steels, aluminum (Al) and magnesium (Mg) in aluminum alloys; copper (Cu) in electrical conductor, Gadolinium (Gd) in magnetic material, Lithium (Li) in battery, Si and semiconductor materials are to be introduced. Oxygen (O) Nitrogen (N) and carbon (C) in ceramics, carbon (C) and hydrogen (H) in polymers will also be introduced. In addition, the relationship between the structure, processing and the properties of the above mentioned materials will to be introduced, which is the core of materials science.
Week 13-14: How to identify and analyze the elements and materials?
In this part we will introduce the characterization techniques, such as spectroscopy and electron microscopy, by which we can identify the elements or visualize the atoms and microstructures of the materials.
Week 16: Feedback.

特になし

Attendance and class participation[70%]
Short reports [30%]

Students are required to read assigned materials (distributed by the teacher) before the class for preparation and write short reports after class for review. The necessary time for those would be around 1.5 hours for each class.

We learn about the basics and application of “sustainable energy” which can provide inexhaustible energy-supply without releasing the greenhouse gases to the atmosphere, from a chemical point of view. The lecture covers the following contents of solar, wind, geothermal, and biomass energies, photo-catalyst and environmental clean-up, and materials for sustainable energy. The aim of this lecture is to acquire the basic knowledge about materials related to renewable energy and also to understand the mechanism of energy conversion.

The aim of this class is to understand the basic principles of chemistry of sustainable energy.

1. What is sustainable energy?
2. Solar energy: Inorganic solar cells
3. Solar energy: Organic solar cells
4. Solar energy: Dye-sensitized and quantum dot solar cells
5. Wind energy: Types of wind turbines
6. Wind energy: How wind turbines work?
7. Geothermal energy: Direct use of geothermal energy
8. Geothermal energy: Geothermal power generation
9. Biomass energy: Thermochemical conversion
10. Biomass energy: Biochemical conversion
11. Photo-catalyst: Air purification and sterilization
12. Photo-catalyst: Water purification
13. Materials: Structure and thermal insulation
14. Materials: Polymers and sustainable energy
15. Assignment which is considered as a term examination
16. Feedback

特になし

Results will be evaluated by the submission of homework written in English (30%), attendance and discipline (20%), and assignment which is considered as a term examination (50%).

I recommend that the students should review the points to be learned.

Office hours are set at 15:00-17:00 in every Friday.

化学は物質を扱う学問であり，現代社会では極めて重要な研究分野となっている．この科目は，理系の１，２回生を対象に化学の最先端研究を紹介し，それぞれにおける基礎を習得すると同時に，これから取り組むべき課題について考えてもらう授業である．各テーマごとにその分野の専門家をゲストスピーカーとして招き，基礎的な知識と考え方から始めて，実験結果や新しい物質の解説を行う．実際の研究に触れることで，化学全体を把握するばかりでなく，将来の専攻分野選択をするときの指針としてほしい．

・化学の最先端研究が理解できるように，基礎的な知識を習得するとともに，考え方や研究目標を深く理解する．
・各テーマごとにレポート作成を行い，アカデミックスキルを高める．
・最先端の研究内容を把握し深く理解するために，授業時間外に自学自習できるようにする．

以下の各項目について授業を行う．ゲストスピーカーの講義の後，コーディネーターを中心に履修者全員でディスカッションを行う．各項目には１〜２週を充てる．各項目の順序は状況に応じて変更することもあるが，事前に周知する．

（１）科目の内容と進め方の説明【１週】

（２）テーマＡ． 発光材料の最前線−進化する有機半導体デバイス [儘田 正史]【２週】

（３）テーマＢ． 細胞内で生じる顆粒とその性質 [尾勝 圭]【２週】

（４）テーマＣ． 電子顕微鏡法による構造解析 [治田 充貴]【２週】

（５）テーマＤ． ナノ材料の化学ー基礎から実用までー [向吉 恵]【２週】

（６）テーマＥ． 高圧合成が拓く固体化学 [後藤 真人]【２週】

（７）テーマＦ． ひしめき合う電子の世界 [道岡 千城]【２週】

（８）科目全体のまとめと小論文の作成【１週】

（９）フィードバック【１週】

コーディネーター：理学研究科　准教授　前里 光彦

特になし

授業への出席，討論での積極的な発言，テーマごとに提出するレポートを平常点として８０％，最終週の課題（小論文等）２０％で総合的に評価する．

テキストや授業中に紹介する文献などを参考にしながら授業外学習を行い，講義内容の理解を深めてほしい．

毎回の授業でディスカッションをするので，積極的な発言を期待する．

This course is intended for Japanese and international students registered in liberal arts or science. It is designed to provide a basic understanding of the chemistry behind daily life.

After this class, you will be able to explain the chemistry behind the aroma of bacon, your morning coffee, why butter is solid, low-calorie foods, trans fats, chocolate crystals, snake venoms, no-tear shampoo and why toothpaste makes your orange juice taste bad.

The following topics will be covered:

Week 1: A Day without Chemistry
Week 2: Taste Chemistry and Science of Spiciness
Week 3: Sugar and Artificial Sweeteners
Week 4: What is Fat?
Week 5: How do we Smell?
Week 6: Caffeine and Alcohol
Week 7: Chemistry of the Macaroni Salad
Week 8: Forensic Science and Chemistry
Week 9: Chemistry of Love, Pheromones and Chocolate
Week 10: Chemistry of Pain Killers and Poisons
Week 11: Soap and Shampoo Chemistry
Week 12: Chemistry of Colors
Week 13: Group Presentations (Part I)
Week 14: Group Presentations (Part II)
Week 15: No Examination
Week 16: Feedback

特になし

Evaluation will be based on class attendance and active participation (30%), quizzes during classes (40%) and a 10 min group presentation (30%).

Students should review the course materials after each class. Students will also be asked to prepare a short group presentation at the end of the semester.

Teaching Approach:

Short animation videos followed by throughout explanation of key concepts mixed with open discussions with the students based on quizzes and activities.

This course provides an opportunity for students to revisit material covered in the first semester of basic organic chemistry using English. The two purposes of this course are to ensure that students have a good foundation in basic organic chemistry and to proficiently apply these concepts in English. This course is beneficial for students who have already taken the first semester of basic organic chemistry or who have an interest in learning organic chemistry in English.

This course aims to help students have good understanding of basic organic chemistry, particularly in regards to the fundamentals of chemical bonding, acid and base chemistry, stereochemistry, alkanes, alkenes, alkynes and select organic reactions.

The course is planned to cover the following topics:

1. Introduction to organic chemistry and review of atoms, electronic structure, bonding, shapes of molecules, hybridization and polarity
2. Introduction to basic hydrocarbons (alkanes, cycloalkanes, alkenes, etc.), other functional groups, isomers, naming, drawing styles and chirality
3. Conformation, stability of compounds and resonance
4. First reaction: acid-based reactions
5. Introduction to other basic organic reaction mechanisms

It is expected that each topic will be covered in approximately 2 to 5 sessions based upon the needs of the class. The schedule can be subject to change.

A feedback session will take place one week after the final exam.


Total:14 classes and 1 feedback class

特になし

Evaluation will be based on class attendance and active participation (20%), homework (10%), quizzes (30%), and a final exam (40%).

Students should complete assigned homework and turn it in by the due date (usually one week later). Assignments will be given on and submitted using PandA unless otherwise noted.

Office hours are welcome and available by appointment.

Everything that surrounds us is "chemistry", therefore a basic understanding of chemistry is the key to navigate our daily lives. In this course, we will focus on the basic questions: why and how does matter transform?
This course will cover the states of matter and their transformations, chemical reactions and their equilibria. The students will also be introduced to one of the most important tools of the modern scientist, the scientific method. Furthermore, each topic will be followed by a brief discussion on its relevance in our everyday lives.
This course will embrace a "concept development study" where every chemical concept will be developed from the observation and analysis of experimental results followed by critical reasoning (from observation of the phenomenon to its explanation). The students are encouraged to actively participate in class and re-discover chemistry.

This course has multiple goals: most importantly, the students will gain a basic knowledge of important chemical concepts. Secondly, the students will become acquainted with the scientific method and the basic vocabulary of chemistry, with the aim to improve their ability to interpret and discern the reliability of the scientific news and information we gather in our daily lives. Thirdly, the "concept development study" approach will foster the students' critical thinking and creativity.

This course consists of 14 lectures, exam and one feedback class.
1. What is chemistry? Why is it important? Understanding the basics of the chemical language and the scientific method. (1 week)
2-4. Ideal gases: Boyle's law, Charles' law, ideal gas law and Dalton's law of partial pressures. Kinetic theory of gases. (3 weeks)
5-7. Chemical reactions and their equilibria: stoichiometry, equilibrium constants, the law of mass action, Le Châtelier's principle. (3 weeks)
8. Review of basic chemical concepts and mid-term exam (1 week)
9. Acid-base equilibrium: Arrhenius acid, Brønsted and Lowry acids, and Lewis acids. (1 week)
10. Reaction rates (1 week)
11-14. Phase transitions: melting, evaporation, sublimation and phase diagrams. Thermodynamic description of phase transitions and phase equilibria. State functions and the laws of thermodynamics. (4 weeks)
15. Exam
16. Feedback（1 week）

At the end of each lesson, an "everyday chemistry" topic related to the main topic of the lesson will be introduced. Some of these topics are: the chemistry of scuba diving, hypoxia and carbon monoxide poisoning, flowers as natural pH indicators, the atmospheres of the solar system, and the chemistry of food going bad. Guest lecture by Prof. Forte, Erika (Institute for Research in Humanities): "Science of the Song Dynasty" during regular class time.

At the beginning of the course, you do not need any specific prior knowledge of the topics of the course, essential knowledge for the course will be provided as needed in class.

Evaluation will be based on attendance, active class participation (quizzes and exercises in class, 10%), individual and group assignments ("science in the news" project, 30%), mid-term exam in class (exercises, 30%), and final exam in class (multiple-choice and open questions, 30%).

The students are encouraged to continuously revise the vocabulary and concepts introduced in previous classes. The students should submit the assignments regularly to confirm their progress and understanding.

Office hours: online or in person meetings with the instructor can be requested (appointment by email or on PandA)

理科系学生を対象として、無機物質の化学的、物理的性質を理解する上で基礎となる、原子分子の構造と化学結合を理解し、また物質の構造と性質の関係について修得することを目的とする。

無機化学における諸分野の内容を理解し、無機化学反応および無機材料の物性を理論的に説明できる。

以下の項目等について，フィードバックを含め全15回で授業を進める予定である．

１．酸化反応と還元反応
　　酸化還元反応の定義の紹介。酸化反応が電子の喪失、還元反応が電子の獲得であること、電気的中性条件により、酸化還元反応の電荷バランスが保たれることを理解する。
２．酸化還元電位と反応の自発性
　　酸化還元反応の進行方向を予測する考え方を理解する。電子のエネルギーは電位によって表されること、電位はギブスエネルギーと関連付けられることを理解する。
３．ネルンスト式
　　酸化還元電位は、酸化種および還元種の濃度によって変化し、標準電位からのずれはネルンスト式で示されることを理解する。
４．水との反応、空気中の酸素による酸化、不均化反応
　　様々な反応をこれまで学んだ電位の観点で整理する。
5．ラチマー図
　　ある特定の元素に対し、複数の酸化還元反応をコンパクトにまとめることの出来るラチマー図の取り扱いを学ぶ。
6．プールベ図
　　縦軸に電位、横軸にｐHをとったプールベ図は、様々な酸化還元種の水溶液中での安定種を予測するのに有効であることを学ぶ。
７．エリンガム図
　　金属酸化物の安定性を理解するために、エリンガム図が有効であることを学ぶ。
８．結晶場理論
　　d金属錯体の電子構造について、配位子を点電荷として取り扱う結晶場理論を用いて配位子と金属の結合の性質、d電子の振る舞いについて理解する。
９．配位子場理論
　　分子軌道法を応用した配位子場理論により、より定量的に配位子と金属の結合の性質、d電子の振る舞いについて理解する。
10．単純な固体の構造（最密充填構造とイオン固体）
　　剛体球が幾何学的に許される限りできるだけ密に詰まることにより構成される最密充填構造の理解と、それを基にした代表的なイオン固体の構造について理解する。
11．イオン結合のエネルギー論
　　イオン固体が形成される場合の安定化の効果について、ボルン・ハーバーサイクルに基づく熱力学的側面と、ボルン・マイヤー式から導き出される格子エンタルピーの両面から理解する
12．欠陥と不定比性
　　全ての固体は、構造または組成の不完全性を有する。その欠陥について理解する。
13．欠陥の定量的取り扱いと物性との関係
　　主に点欠陥の定量的取り扱いと、イオン伝導等の物性との相関を理解する。
14．固体材料化学
　　後期に学んだ「酸化還元」、「固体化学」、「d金属錯体の電子構造」の応用として、電気化学材料について紹介する。

基礎有機化学I、IIおよび基礎物理化学（熱力学）・（量子論）を履修していることが望ましい。前半（無機化学入門Ａ）の連続した履修を推奨する。

定期試験(80%)及び数回の小テスト(20%)により評価する。

シラバスに従い、事前に教科書の該当部分を予習すること。毎回のレポートについて、模範解答を講義するので、それについて復習を行うこと。

新しいナノ材料やエネルギー・環境材料などの機能性材料や新しい触媒反応、生化学など、無機化学の知識は様々な分野で重要です。この授業では、無機化学の基本的な考え方について広く網羅し、概説します。授業の中で積極的に質問し、これまでの断片的な知識を整理すると伴に、無機化学という未知なる分野への新鮮な興味を掻き立てて下さい。

不明な点、疑問点があれば、
uchimoto.yoshiharu.2n@kyoto-u.ac.jp
にいつでもメールして下さい。
人間・環境学研究科棟301号室が居室ですので、メールでアポイントを取ってから来て下さい。

物質の状態と自然界におけるさまざまな反応の進行を規定する巨視的ポテンシャル論としての熱力学の基礎的内容を、生物科学や薬学の基礎的問題を加味した講義と演習をとおして履修する。

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。
熱力学における系、外界、境界について説明できる。
熱力学関数を使い、自発的な変化の方向と程度を予測できる。
ギブズエネルギーと平衡定数の関係を説明できる。
平衡定数に及ぼす圧力および温度の影響について説明できる。
希薄溶液の束一的性質について説明できる。
活量と活量係数について説明できる。

第１回　熱力学の位置づけ
第２回　気体の性質と熱力学第一法則
第３回　エンタルピー、熱容量、熱化学
第４回　エントロピ—と熱力学第二法則　
第５回　ギブス自由エネルギー
第６回　第一法則と第二法則の結合
第７回　統計力学エントロピ—と熱力学エントロピ—
第８回　純物質の相図
第９回　相の安定性と相転移
第１０回　ギブスエネルギーと化学ポテンシャル
第１１回　混合のギブスエネルギー、エンタルピー、エントロピー
第１２回　ラウールの法則・ヘンリーの法則
第１３回　希薄溶液の束一的性質
第１４回　実在溶液と活量・活量係数
＜期末試験＞
第１５回　フィードバック

特になし

期末試験 (85点) と平常点 (小テスト：15点) により評価する。

毎回小テストを実施するので、その内容をしっかり復習・理解すること。

熱力学は自然科学の基礎なので、高校理科の履修経歴によらず理解に努めてください。

物質を実際に手に取り，その性質や反応を自分の目で観察することは，物質を扱う学問である化学を学習するうえで欠くことのできない作業である．目に見えない原子・分子の世界に対する洞察力を養うことが本実験の主要な目的である．また，化学実験についての器具操作法と実験手法を習得すると同時に，実験の安全と環境保全の基本を学ぶことをあわせて目的とする．

・実験の目的と各操作の関連について理解する．
・実験の進め方を理解し，実際の操作が正しくできるようにする．
・実験実習をこなし，レポートを作成するアカデミックスキルを養う．

下記のテーマについて実験を行う．

１．実験内容のガイダンス，実験ノートとレポートの書き方および試薬や器具の取り扱いなどの安全に関する講義 【全２回】

２．無機定性分析実験　【全４回】
　(1) Fe3+, Al3+の基本反応
　(2) Ag+, Pb2+の基本反応・Cu2+, Bi3+の基本反応
　(3) Ni2+, Co2+, Mn2+, Zn2+の基本反応
　(4) 未知試料の分析

３．容量分析実験　【全４回】
　(1) キレート滴定
　(2) ヨードメトリー
　(3) 酸化反応速度の測定
　(4) 活性炭によるシュウ酸の吸着

４．有機化学実験　【全４回】
　(1) 有機定性分析
　(2) 色素と蛍光
　(3) 4-メトキシアニリンのアセチル化
　(4) ニトロ化および加水分解

５．フィードバック【１回】　
　　フィードバックの方法は別途連絡します。

高等学校等において化学実験の経験がなくても履修可能である．

「出席と参加状況（配点の割合：約50％）」と「レポートと実験態度（配点の割合：約50％）」によって評価する．無機定性分析実験，容量分析実験，有機化学実験の３分野のうち，いずれか１つでも分野のレポート点の合計が0点の場合，不合格（0点）とする．

実習を行うに当たっては，事前に必ず教科書を読んで，予習しておくこと．実験ノートを用意し，実習の進め方をまとめておくとよい．実習後は結果をまとめて考察し，期限までにレポートを必ず提出すること．

本実験は理系学部の専門授業の基礎となる実験授業であり，化学関係の全学共通科目講義授業とあわせて履修することが望ましい．
【注意事項】
○履修申込およびガイダンスの案内は９月中旬にKULASISに掲示するので必ず確認すること．
○初回のガイダンスに必ず出席すること．履修にはKULASIS時間割への登録とガイダンス出席が必要である．
○履修希望者多数の場合は抽選を行う．
○履修登録確定後に，教科書および保護メガネを購入すること．また万一に備え，教育推進・学生支援部で取り扱っている「学生教育研究災害傷害保険」に加入しておくこと．

主に大学の有機化学初学者を対象として、大学における有機化学の基礎を修得することを目的とする。特に、有機化学における反応について、個々の反応を紹介するだけではなく、そもそも何故そのような反応が進行するかについて、エネルギー論と分子軌道論など、理論的な観点から説明できるような知識の習得を目的とする。

有機化合物による基本的な反応を、構造、電子物性の観点から理解する。また、あらゆる事象を分子レベルで考える姿勢を学ぶ。

基本的には指定教科書の単元に従って以下のように講義を進める予定である。
ただし、講義の進行度合いに応じて時間配分などを変えることがある。

１．有機ハロゲン化合物の性質と反応【3週】
２．アルコール・フェノールの性質と反応【2週】
３．エーテルの性質と反応【2週】
４．アルデヒド・ケトンの性質と反応【2週】
５．カルボン酸とその誘導体の性質と反応【3週】
６．アミンの性質と反応【2週】
７．フィードバック 【1週】

・前半（基礎有機化学I）との連続した履修を推奨する。
・クラス指定の１回生の受講を優先します。クラス指定のない１回生や再履修生の受講申し込みも受け付けますが、受け入れ限度があるため、先着順とします。
・理学部、工学部理工化学科、及び薬学部の再履修生は該当するクラス指定の基礎有機化学Iを受講してください。

定期試験（筆記）75％と、平常点（授業への出席状況と演習への参加状況）25％、により評価する。

授業中に次回の講義内容を示すので、事前に教科書を読んでおくこと。また、教科書の章末問題等を活用して、講義内容の復習に努めること。

・文系学生（または高校での化学を履修していないもの）の履修も可否を問わないが、その場合は事前にメールにてその旨を連絡すること。
・わからないことがあるときや理解不十分のときは、授業中またはその前後に遠慮なく質問してください。

The purpose of this laboratory class is to practice the basic identification and synthesis of chemical compounds as well as to learn the underlying principles involved.

Students will gain understanding in basic chemical concepts by actual hands-on work performing fundamental analysis and synthesis of chemical compounds.

Registration information: https://www.z.k.kyoto-u.ac.jp/zenkyo/guidance

1. General Guidance [2 times]
The aims and contents of the experiments, how to make laboratory notes and reports, and how to use experimental instruments, labware and reagents safely.

2. Qualitative Inorganic Analysis Experiments [4 times]
(1) Basic Reactions of Fe3+ and Al3+ (3rd Analytical Group).
(2) Basic Reactions of Ag+, Pb+, Cu2+ and Bi3+ (1st and 2nd Analytical Groups).
(3) Basic Reactions of Ni2+, Co2+, Mn2+ and Zn2+ (4th Analytical Group).
(4) Analysis of an Unknown Sample Containing Some Cations.

3. Volumetric Analysis Experiments [4 times]
(1) Chelatometric Titration: Quantitative Determinations of Ca2+ and Mg2+ in tap water.
(2) Iodometry: Quantitative Determination of NaClO in Bleach.
(3) Oxidation Reaction Rate: Measurement of a Pseudo-first-order Reaction Rate Constant.
(4) Adsorption of Oxalic Acid by Activated Carbon.

4. Experiments in Organic Chemistry [4 times]
(1) Qualitative Analysis of Organic Compounds.
(2) Structure and Property of Organic Compounds: Azo Dyes and Fluorescent Dyes.
(3) Organic Synthesis I: Acetylation of 4-Methoxyaniline.
(4) Organic Synthesis II: Nitration and Hydrolysis.

5. Feedback [1 time]

特になし

Grades will be based on submitted reports and performance during of a total of 12 hands-on chemical experiments.

Preparation for each experiment should be done in advance. Understand the principles involved, and summarize these beforehand in the experimental notes regarding the reagents, equipment, and procedures and methods to be used.

・For the registration of the class, please see *1 below.
・Detailed information of the registration will be given at the homepage “KULASIS” in mid-September.
・Attend the first class, the course guidance will be given there.
・When you decide to take the class, you must have your own safety glasses as well as obtain the insurance for study and research “学生教育研究災害傷害保険”. (Safety glasses can be purchased at the COOP Shop “生協” and the insurance “学生教育研究災害傷害保険” is processed at the Education Promotion and Student Support Department Desk ”教育推進・学生支援部”. )

*1
Students must apply for the course before registration if they intend to register for experiment or exercise class of Natural Sciences Group. Please register for the class if you are permitted to participate.
・Application period:
Before the guidance of the first class
・Posted:
Details will be posted on “Notification” (Academic affairs information on liberal arts and sciences) in KULASIS in mid-September.
・Application method:
This will be explained in the “Notification” on KULASIS
・Selection method:
If the number of students who wish to take the class exceeds the course limit, a lottery will be held. The results will be announced after the guidance session.

・Notice: Unlike the other class designated courses, students can register the “Fundamental Chemical Experiments” course even if it is not the day/period of their class designated course. However, this shall not apply in the case when the class is oversubscribed.

理論化学は生物、化学、物理にまたがる壮大で深淵な学問体系である。その基礎的な考え方や知識は、物理化学はもちろん固体物理や無機化学、有機化学、生物物理などの理論的研究のみならず、それらの実験をデザインし、実行する上でも重要である。本授業はその基礎なる物理学、数学、計算科学などを化学物理、生物物理、固体物性などの問題に関係づけながら系統的、実践的に学ぶことを目的とする。
　大学での授業は数学、物理、化学などの授業がそれぞれ独立に進み、物理に必要な数学の授業が、物理を学んでから始まったり、あるいは物理や化学での重要性を知ることもなく、数学の授業が進んでしまうなど、学問の全体像を包含できないまま進むことが多い。本授業では、数学や物理的な基礎も合わせて解説するが、全体像を見極めるための概観を得ることを主眼とする。

理論化学入門IIは、Iに引き続き、理論化学の基礎法則を概観し、習うより慣れることを目標とする。（量子論の基礎を理解しているならIIだけの履修も可能。）後期はヒュッケル法やWWW上のソフトを基礎にした量子化学計算、統計力学、電磁気学の基礎について講義を行う。これらの学問体系が、実際の理論化学でどのように使われているかを示すために、実験と理論の関係についても可能な限り説明し、古今東西の理論化学者、物理学者とその研究内容についても紹介し、理論的研究者の人生について語る。

　量子化学の基礎的考え方を理解し、WWW上のソフトを用いて自ら電子状態を調べられるようにする。統計力学での基礎概念であるエントロピーを理解し、それを基礎として統計熱力学を学習する。マックスウェル方程式を基礎とする電磁気学について概観的に学ぶ。これらは２回生以降に学ぶ統計力学や電磁気学の先駆けとなることを意図している。

第1週 : 授業内容の概説

第2週以降 :
1．量子化学
　　座標系と原子記号
　　原子軌道と分子軌道（sp混成軌道）
　　ヒュッケル法とＷEB上で出来る分子軌道
　　フロンティア軌道論（福井謙一理論）
2. 凝縮相中の分子と統計力学
　　統計力学とエントロピー
　　熱力学とエントロピー
　　カルノーサイクルと熱機関の効率
　　固体化学とヘルムホルツ自由エネルギー
　　生物化学とギブス自由エネルギー
　　分配関数と自由エネルギー
　　化学ポテンシャル
3．電磁波と分子の相互作用
　　マックスウェルの方程式
　　特殊関数と固有値
　　ベクトルポテンシャル
　　アハロノフ・ボーム効果

授業回数はフィードバックを含め全15回とする

体系的に学ぶためには、理論化学入門Iを履修した後に選択することが望ましいが、講義するテーマは独立しているので、理論化学入門IIからも履修可能である。

授業中の演習またはレポート(20%)と試験の結果(80%)に基づき評価する。

・授業前に予習すべきこと
授業前にアップデートしたパワーポイント講義録に目を通しておくこと。

・復習すべきこと
講義録に関係した内容を量子力学・量子化学・統計熱力学・電磁気学などの教科書などを参考により深く学習すること

This course is intended to provide a basic understanding of environmental chemistry, with emphasis on case studies and examples of environmental issues from all over the world.
This course will offer an overview of how elements and materials distribute, cycle, and change in nature, and how they are affected by human acitivities. This course will enable students to understand the "global environment", the "local environment", and related environmental issues, and will also give them an opportunity to consider how to improve their daily interactions with the environment.

In this course students will familiarize themselves with the basic concepts of environmental chemistry, especially in relation to the human interaction with nature and the dramatic impact of our actions on the environment. The students will be invited to reflect on their own interactions with the environment and the consequences of pollution and over-exploitation of natural resources.

This course consists of 14 lectures, exam and one feedback class.
1. What is nature and the environment?
2-3. Basic toolkit for environmental chemistry (2 weeks)
4. Chemistry of radioactive materials
5. Nuclear fission and fusion
6. "Forever chemicals", pesticides, fertilizers, and eutrophication
7. Chemistry of the soil: domestic garbage, toxic waste, heavy metals, and soil remediation
8. Water chemistry: fresh water and sea water, microplastic pollution
9. Chemistry of stratosphere and troposphere
10. Acid rain and air pollution
11. Destruction of the ozone layer and Freon
12-13. Global warming and fossil fuels (2 weeks)
14. Renewable energy
15. Exam
16. Feedback
Guest lectures on Fukushima nuclear accident by Prof. Tsunoyama Yuichi (Agency for Health, Safety and Environment), and on microplastics by Prof. Sutti (Deakin University) during regular class time.

At the beginning of the course, you do not need any prior knowledge of basic chemistry, essential knowledge for the course will be provided as needed in class, especially during lessons 2 and 3.

Evaluation will be based on attendance, active class participation (short quizzes and/or questions in class or on pandA, 10%), individual (in-class questionnaire on the topic assigned, 20%) and group assignments (infographic, 30%), and final in-class exam (multiple choice and open questions, 40%)

Students are encouraged to revise the class material regularly and submit assignments on time.

Office hours: online or in person meetings with the instructor can be requested (appointment by email or on PandA)

化学を習得するのに必要な基本的な知識と理論的な取り扱いを学ぶ基礎科目である。最初に物理化学の基礎概念を解説し、続いて量子論の基本的な考え方とそれに基づいた原子・分子の理解について講義する。後半は物質の取り扱いに必要な熱力学や化学反応論について講義する。化学を専攻しない者に対しても、理系学生にとっては必須ともいうべき物理化学の基礎を身につけることを目的とする。詳細な各論ではなく、基本的な考え方を学ぶのが主題である。

・物理化学全体が把握できるように、基本的な考え方を深く理解する。
・演習問題の解答とレポート作成を行い、アカデミックスキルを高める。
・理論的な化学の取り扱いを修得し、物質管理や環境などの社会的問題に応用できるようになる。

以下の各項目について、期末試験の回を除き全15回で講述する。各項目には、受講者の理解の程度を確認しながら、【　】で指示した週数を充てる。必要に応じて演習を行いながら、以下の各項目を詳細に理解できるよう授業を進める。

（１）物理化学の基礎概念【１】
　　　　物質の成り立ちと物理学

（２）量子論【２〜３】
　　　　光の粒子性、物質の波動性、エネルギー準位

（３）原子の電子構造【２〜３】
　　　　原子軌道、構成原理、多電子原理の周期性

（４）化学結合と分子の性質【２〜３】
　　　　化学結合論、分子の形、分子の性質

（５）熱力学【３〜４】
　　　　気体の性質、熱と仕事、自由エネルギーと自発変化の方向

（６）化学平衡と反応【２〜３】
　　　　相転移、混合物、反応と平衡

（７） 期末試験【１】

（８）フィードバック【１】　

高等学校で物理を修得していなくても理解できるような内容になっているが、不足分は自学自習と担当教員への質問などで補ってほしい。

定期試験（筆記）７０点とレポート３０点の割合で評価する。

授業内容のプリントを配布するので、予習・復習に役立てて欲しい。