第I部 物質のマクロ状態 気体・液体・固体・液晶 |
第1章 理想気体と分子の衝突 |
1・1 理想気体の状態方程式 2 |
1・2 気体運動論とボイル-シャールの法則 5 |
1・3 理想気体の条件 7 |
1・4 簡単な衝突論からみた理想気体 8 |
第2章 実在気体 |
2・1 気体の凝縮 13 |
2・2 圧縮係数とZ線図 16 |
2・3 ファンデルワールス(van der Waals)の式 18 |
第3章 液体 |
3・1 液体の構造 21 |
3・2 液体の表面張力 22 |
3・3 界面張力と"ぬれ" 25 |
3・4 屈折率 28 |
第4章 結晶構造 |
4・1 結晶(crystal)の分類 29 |
4・2 単位格子と単位胞(ブラベ格子) 30 |
第5章 結晶面と構造解析 |
5・1 ミラー指数 36 |
5・2 回折による構造解析 38 |
5・3 STM,AFMによる表面構造の観察 41 |
第6章 液晶 |
6・1 液晶の種類 43 |
6・2 平行配列と垂直配列 46 |
6・3 液晶の性質 47 |
第II部 物質のマクロ状態の化学変化 反応速度と速度定数 |
第7章 反応速度 |
7・1 反応の速さ 53 |
7・2 反応次数と反応速度式 55 |
7・3 反応速度と反応機構 61 |
第8章 反応速度定数 |
8・1 アーレニウスプロットと活性化エネルギー 66 |
8・2 アーレニウス式と平衡定数 68 |
8・3 頻度因子と衝突回数 70 |
8・4 遷移状態理論 72 |
第9章 触媒反応 |
9・1 触媒 74 |
9・2 種々の触媒反応の例 75 |
9・3 触媒の働き(触媒作用) 76 |
9・4 光触媒と水の分解反応 78 |
第III部 物質のミクロ状態 量子論の幕開け |
第10章 プランク定数(h)とエネルギー量子 |
10・1 黒体(空洞)放射と熱放射スペクトル 82 |
10・2 空洞放射スペクトルの解析 83 |
10・3 エネルギー量子の発見(1900) 85 |
10・4 プランク定数と光化学反応 87 |
10・5 プランク定数とハイゼンベルグの原理 88 |
10・6 水素原子のスペクトルとボーアの理論 90 |
第11章 種々の光とエネルギー |
11・1 種々の光 93 |
11・2 光のエネルギー 95 |
11・3 レーザー光 97 |
第12章 光の運動量と物質波 |
12・1 コンプトン散乱と光の運動量 101 |
12・2 物質波(ド・ブロイ波) 103 |
第13章 シュレーディンガーの波動方程式と1次元箱中の電子の運動 |
13・1 シュレーディンガーの波動方程式 105 |
13・2 1次元箱に閉じ込められた電子の運動 108 |
13・3 π電子系分子の吸収スペクトルヘの応用 110 |
13・4 3次元箱に閉じ込められた電子の運動 113 |
第IV部 原子の電子構造 量子化学 |
第14章 水素原子の波動方程式と固有値 |
14・1 極座標と水素原子のシュレーディンガーの波動方程式 115 |
14・2 主量子数(n)と水素原子のエネルギーEn 118 |
14・3 磁気量子数(m)とΦ(φ)関数 121 |
14・4 方位量子数(l)と磁気量子数(m)との関係 121 |
第15章 水素原子の軌道 |
15・1 動径部分関数R(r) 124 |
15・2 確率密度分布図 128 |
15・3 角度部分関数Θlm(θ) 129 |
15・4 Φm(φ)関数と全波動関数φnlm 130 |
第16章 多電子原子のエネルギーと軌道 |
16・1 電子間反発を無視したときのエネルギー 135 |
16・2 電子間反発を考慮した場合のエネルギー 137 |
16・3 スレーター(Slater)の原子軌道(STO) 140 |
第17章 電子スピンとパウリの排他原理 |
17・1 電子スピン 142 |
17・2 電子のスピン角運動量とスピン磁気量子数 143 |
17・3 パウリの原理とスレーターの反対称化軌道 145 |
第18章 原子の電子配置 |
18・1 水素原子(H)からホウ素原子(B)まで 148 |
18・2 フント(Hund)の規則と基底状態の電子配置 150 |
18・3 イオン化エネルギーと電子配置 154 |
18・4 電子配置と原子価 157 |
18・5 電子親和力 158 |
18・6 電気陰性度 159 |
第19章 電子配置と項記号 |
19・1 スピン-軌道相互作用とフントの規則 160 |
19・2 基底状態の原子の項記号による表示 163 |
第V部 分子と化学結合 |
第20章 分子の形成(I):H2+分子 |
20・1 分子軌道の考え 168 |
20・2 水素イオン分子の分子軌道とエネルギー 169 |
20・3 結合性軌道と反結合性軌道 172 |
第21章 分子の形成(II):H2分子 |
21・1 融合原子と分離原子 176 |
21・2 分子軌道法による結果 177 |
21・3 原子価結合法(VB法)による水素分子 178 |
21・4 分子軌道法と原子価結合法の比較 181 |
第22章 2原子分子の電子配置 |
22・1 アルカリ金属分子Me2(Me=Li,Na,K,・・・) 182 |
22・2 不活性分子B2(B=He,Be,Mg,Ca,・・・) 183 |
22・3 p軌道の重なりと,σおよびπ結合 184 |
22・4 N2,O2,CO,NO分子の電子配置 186 |
22・5 ハロゲン分子A2(A=F,Cl,Br,・・・) 190 |
22・6 不活性気体X2(X=Ne,Ar,Kr,・・・) 191 |
第23章 混成軌道と分子構造 |
23・1 MeH(Me=Li,Na,K,Rb)分子と軌道エネルギー 192 |
23・2 リチウム分子(Li2)におけるp軌道の寄与 193 |
23・3 混成軌道と昇位 194 |
23・4 sp1混成軌道 197 |
23・5 sp2混成軌道 199 |
23・6 sp3混成軌道 202 |
第24章 π電子系分子のエネルギー |
24・1 共役化合物のπ電子系 204 |
24・2 エチレンのπ電子 206 |
24・3 ブタジエンのπ電子 208 |
24・4 ベンゼンのπ電子 211 |
第VI部 光の吸収と発光 |
第25章 分子の振動・回転・電子スペクトル |
25・1 振動スペクトル 215 |
25・2 回転スペクトル 220 |
25・3 振動・回転スペクトル 223 |
25・4 電子スペクトルと振動・回転スペクトル 225 |
第26章 蛍光とりん光 |
26・1 無放射(無輻射)過程 227 |
26・2 蛍光(fluorescence) 228 |
26・3 りん光(phosphorescence) 232 |
26・4 化学発光 233 |
第27章 光の吸収と光化学反応 |
27・1 ランベルト-ベール(Lambert-Beer)の法則 235 |
27・2 量子収率 236 |
27・3 光化学反応の特徴I 反応の初期過程 238 |
27・4 光化学反応の特徴II 生成物の特徴 239 |
HELP |
HELP1 演算子と固有値 241 |
HELP2 1次元箱型ポテンシャルの解と規格化条件 243 |
HELP3 水素原子のシュレーディンガーの波動方程式 245 |
HELP4 変分法と軌道エネルギー 248 |
HELP5 分子軌道法 252 |
HELP6 調和振動子の量子化 254 |
HELP7 回転運動の量子化 256 |
補講 |
補講1 シンクロトロン放射光(SR) 257 |
補講2 分子軌道法と光電子分光(PES) 259 |
補講3 固体触媒作用 264 |
補講4 原子のスペクトル項記号:励起状態 267 |
まとめ 285 |
参考書 300 |
索引 302 |