物理化学｜シラバス情報

授業科目名

物理化学

学年

1年

単位数

2単位

実務経験の有無

開講クォーター

セメスタ指定なし

担当教員

竹内　一成

授業形態

授業で主に使用する言語

日本語、一部専門用語に関しては英語併記。

授業方法区分

開講キャンパス

東金キャンパス

授業の到達目標及びテーマ

製剤設計の基礎をなす医薬品の物理化学的性質についての理解を深めるための基本的知識として、原子・分子の構造及び化学結合に関する知識、物質の状態や物質間の相互作用および相互変換過程を理解するための熱力学に関する知識を身につける。

【到達目標】
・分子間相互作用について説明できる。
・気体分子運動論について説明できる。
・熱力学で用いる基本用語について説明できる。
・熱力学第一法則、第二法則、第三法則を説明できる。
・共役反応、平衡定数について説明できる。
・電池、標準電極電位について説明できる。
・放射壊変、電離放射線について説明できる。
・電磁波について説明できる。

【関連するDP】 2,3 （PC2024）、2,3（PC2022-2023）

【関連するSDGs】 3

授業の概要

① 必修科目
② Physical Chemistry（英語科目名）
③ 2024改訂コアカリキュラム C-1
　 2022改訂コアカリキュラム C1(1)(2)、薬学準備教育ガイドライン(4)
④ 授業形態（講義）
⑤（授業の概要）物理薬剤学を学習するために必要となる物理化学のうち主に熱力学に関して学習する。理想気体の性質から実在気体の性質、気体の速度分布やエネルギーの順に気体について理解を深め、その知識を基に熱力学へ導入する。また、電池と電極電位や、放射線と放射能に関する基本的な内容についても学習する。本授業は講義を中心に行うが、問題演習も実施する。

授業計画

1回

授業内容：物理化学、物理学的手法の説明を行う。気体の分子運動と圧力ついて解説するとともに、物理単位の確認を行う。
到達目標：気体の分子運動と圧力について説明できる。ファンデルワールスの状態方程式について説明できる。
学習事項：C-1(4)気体の分子運動論
SBOs：C02200、C02300

事前学習

教科書71〜76ページを読み、不明な単語や概念について調べる（2時間）。

事後学習

授業中に解説した問題について復習する。教科書86ページ、“パザパ”薬学演習シリーズ2　物理化学演習　第３版（パザパ物理化学演習）中の関連問題を解く（2時間）。

2回

授業内容：気体の分子運動とエネルギーおよびマクスウェル・ボルツマン分布とエネルギーの量子化について解説する。
到達目標：気体の分子運動とエネルギーについて説明できる。マクスウェル・ボルツマン分布とエネルギーの量子化について説明できる。
学習事項：C-1(4)気体の分子運動論
SBOs：C02300、C02400

事前学習

教科書77〜85ページを読み、不明な単語や概念について調べる（2時間）。

事後学習

授業中に解説した問題について復習する。教科書86ページ、パザパ物理化学演習中の関連問題を解く（2時間）。

3回

授業内容：古典力学の確認を行う。系と状態関数および熱力学第一法則について解説する。
到達目標：熱力学における系、外界、境界について説明できる。状態関数と経路関数の違いを説明できる。熱力学第一法則を説明できる。
学習事項：C-1(1)熱力学第一法則とエンタルピー
SBOs：C02500、C02600、C02700

事前学習

教科書87〜91ページを読み、不明な単語や概念について調べる（2時間）。

事後学習

授業中に解説した問題について復習する。パザパ物理化学演習中の関連問題を解く（2時間）。

4回

授業内容：熱力学第一法則とエンタルピー、熱容量、可逆変化と不可逆変化について解説する。
到達目標：エンタルピーについて説明できる。定圧過程，定容過程，等温過程について説明できる。定容熱容量および定圧熱容量について説明できる。
学習事項：C-1(1)熱力学第一法則とエンタルピー
SBOs：C02800、C02900、C03000

事前学習

教科書91〜98ページを読み、不明な単語や概念について調べる（2時間）。

事後学習

授業中に解説した問題について復習する。パザパ物理化学演習中の関連問題を解く（2時間）。

5回

授業内容：物理変化、化学変化に伴うエンタルピー変化について解説する。熱力学第二法則とカルノーサイクルについて解説する。
到達目標：化学変化に伴うエンタルピー変化について説明できる。熱力学第二法則について説明できる。
学習事項：C-1(2)熱力学第二法則とエントロピー、熱力学第三法則
SBOs：C03100、C03300

事前学習

教科書99〜111ページを読み、不明な単語や概念について調べる（2時間）。

事後学習

授業中に解説した問題について復習する。教科書104ページ、パザパ物理化学演習中の関連問題を解く（2時間）。

6回

授業内容：エントロピーおよび物理変化に伴うエントロピー変化について解説する。熱力学第三法則および自由エネルギー（ヘルムホルツエネルギー、ギブズエネルギー）について解説する。
到達目標：エントロピーについて説明できる。熱力学第三法則について説明できる。ギブズエネルギー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。
学習事項：C-1(2)熱力学第二法則とエントロピー、熱力学第三法則、(3)ギブズエネルギー
SBOs：C03200、C03400、C03500、C03600

事前学習

教科書105〜119ページを読み、不明な単語や概念について調べる（2時間）。

事後学習

授業中に解説した問題について復習する。教科書120ページ、パザパ物理化学演習中の関連問題を解く（2時間）。

7回目

授業内容：中間試験を行う。
到達目標：第１回〜第６回の内容について説明できる。
学習事項：C-1(1)熱力学第一法則とエンタルピー、(2)熱力学第二法則とエントロピー、熱力学第三法則、(3)ギブズエネルギー、(4)気体の分子運動論
SBOs：C02200、C02300、C02400、C02500、C02600、C02700、C02800、C02900、C03000、C03100、C03200、C03300、C03400、C03500、C03600

事前学習

第１回〜第６回の内容を復習する（2時間）。

事後学習

中間試験の問題について復習する。

8回

授業内容：化学平衡における化学ポテンシャル、ギブズエネルギーについて解説する。共役反応について解説する。平衡定数と反応速度定数について解説する。
到達目標：ギブズエネルギーと化学ポテンシャルの関係を説明できる。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。共役反応の原理について説明できる。反応次数と速度定数について説明できる。
学習事項：C-1(5)化学ポテンシャルと化学平衡、(6)平衡と圧力、温度、(7)酵素反応とギブズエネルギー
SBOs：C03700、C03800、C03900，C04000、C05000

事前学習

教科書121〜127ページを読み、不明な単語や概念について調べる（2時間）。

事後学習

授業中に解説した問題について復習する。教科書127ページ、パザパ物理化学演習中の関連問題を解く（2時間）。

9回

授業内容：代表的な分子間相互作用について解説する。懸濁液に関する分子間相互作用について解説する。
到達目標：ファンデルワールス力について説明できる。静電相互作用について例を挙げて説明できる。双極子間相互作用について例を挙げて説明できる。分散力について例を挙げて説明できる。水素結合について例を挙げて説明できる。電荷移動相互作用について例を挙げて説明できる。疎水性相互作用について例を挙げて説明できる。
学習事項：C-1(5)疎水性相互作用
SBOs：C00400、C00500、C00600、C00700、C00800、C00900、C01000

事前学習

教科書59〜68ページを読み、不明な単語や概念について調べる（2時間）。

事後学習

授業中に解説した問題について復習する。教科書69、70ページ、パザパ物理化学演習中の関連問題を解く（2時間）。

10回

授業内容：第１回物理単位、第８回、第９回の内容に関して、問題演習を行う。
到達目標：第１回物理単位、第８回、第９回の内容に関する国家試験問題が解けるようになる。
学習事項：C-1(5)化学ポテンシャルと化学平衡、(6)平衡と圧力、温度、(7)酵素反応とギブズエネルギー、(5)疎水性相互作用
SBOs：C00400、C00500、C00600、C00700、C00800、C00900、C01000、C03700、C03800、C03900，C04000、C05000

事前学習

第１回物理単位、第８回、第９回の内容を復習する（2時間）。

事後学習

授業中に解説した問題について復習する（2時間）。

11回

授業内容：電池と電極電位について、その基礎となる電気と電流から解説する。
到達目標：起電力とギブズエネルギーの関係について説明できる。電極電位（酸化還元電位）について説明できる。
学習事項：C-1(13)電池と電極電位
SBOs：C04800、C04900、H06100、H06200

事前学習

教科書191〜198ページを読み、不明な単語や概念について調べる（2時間）。

事後学習

授業中に解説した問題について復習する（2時間）。

12回

授業内容：放射線と放射能について解説する。
到達目標：原子の構造と放射壊変について説明できる。電離放射線の種類を列挙し、それらの性質および物質との相互作用について説明できる。
学習事項：C-1(5)放射性核種と放射壊変
SBOs：C01700、C01800

事前学習

教科書231〜248ページを読み、不明な単語や概念について調べる（2時間）。

事後学習

授業中に解説した問題について復習する。教科書249ページの問題を解く（2時間）。

13回

第１〜６回、第８、９、１１、１２回の内容に関して、問題演習を行う。
到達目標：第１〜６回、第８、９、１１、１２回の内容に関する国家試験問題が解けるようになる。
学習事項C-1(1)熱力学第一法則とエンタルピー、(2)熱力学第二法則とエントロピー、熱力学第三法則、(3)ギブズエネルギー、(4)気体の分子運動論、(5)化学ポテンシャルと化学平衡、(6)平衡と圧力、温度、(7)酵素反応とギブズエネルギー、(5)疎水性相互作用、(13)電池と電極電位、(5)放射性核種と放射壊変
SBOs：C00400、C00500、C00600、C00700、C00800、C00900、C01000、C01700、C01800、C02200、C02300、C02400、C02500、C02600、C02700、C02800、C02900、C03000、C03100、C03200、C03300、C03400、C03500、C03600、C03700、C03800、C03900，C04000、C05000

事前学習

第１〜６回、第８、９、１１、１２回の内容を復習する（2時間）。

事後学習

授業中に解説した問題について復習する（2時間）。

14回

事前学習

事後学習

15回

事前学習

事後学習

16回

事前学習

事後学習

17回

事前学習

事後学習

18回

事前学習

事後学習

19回

事前学習

事後学習

20回

事前学習

事後学習

21回

事前学習

事後学習

22回

事前学習

事後学習

23回目

事前学習

事後学習

24回

事前学習

事後学習

25回

事前学習

事後学習

26回

事前学習

事後学習

試験及び成績評価

中間試験50％および定期試験50％の計100%で評価を行う。
追再試験においては、追再試験100％で評価を行う。

課題(試験やレポート等)に対するフィードバック

基本的に授業中に行う。

講義で使用するテキスト（書名・著者・出版社・ISBN・備考）

コンパス物理化学　改訂第3版

輿石一郎、日野知証

南江堂

978-4-524-40368-4

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“パザパ”薬学演習シリーズ2　物理化学演習　第３版

三輪嘉尚、青木宏光

京都廣川書店

978-4-909197-83-2

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参考文献・推薦図書

『熱力学がわかる』　（石原敦、中原真也　著）　技術評論社
『数学いらずの化学熱力学』　（斎藤勝裕　著）　化学同人

研究室

K棟 K301

オフィスアワー

火曜日３−４限（K棟3階K301)
連絡先：itakeuchi@jiu.ac.jp

科目ナンバリング

学位授与方針との関連