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 授業科目
 Course Title
機能性物質化学特論
Advanced Functional Organic Materials Chemistry
 担当者
 Instructor
教授   辻 勇人  前学期 金曜日2時限
 単 位
 Credit
2

到達目標 Target to be Reached
 受講生が、機能性有機分子の分子設計と合成法の基礎を身につけることを目標とする。
 Students will learn basic knowledge on the design and synthesis of organic functional materials.
 
授業内容 Course Content
 本講義では、機能性有機分子の合成法や応用についても解説する。当該分野は発展が著しく、日々新しい物質が報告されているので、適宜最新情報を提供しながら講義する。
 This course will cover design, synthesis and applications of organic functional materials. Because of rapid development of this area, special topics may be provided without prior announcement.
 
授業計画 Course Planning
 各回の講義内容は以下のように予定しているが、進捗状況により内容は前後する。
 毎回の予習は特に指示はしないが、講義内容のスムーズな理解のために、分子運動の時間スケールとエネルギーの大きさのイメージを身につけ、エネルギー単位の換算をできるようにしておくこと。第5回目にこれらを踏まえた小テストを行う。
 復習としては、講義時に配付する資料に記載された原著論文を読んでおくことを勧める。書籍等で用語を詳しく調べて、理解を深めることも強く推奨する。

1.ガイダンスと機能性有機材料の発展
2.分子軌道、エネルギーの単位
3.π電子共役系炭化水素
4.炭素クラスタ
5.小テスト(1)と解説
6.含ヘテロ元素化合物(1):チオフェン,フラン,ピロール
7.含ヘテロ元素化合物(2):ポルフィリンとフタロシアニン
8.含ヘテロ元素化合物(3):ホウ素,ケイ素,リンを含む化合物
9.σ電子共役系
10.高周期不飽和化学種
11.アプリケーションの例
12.分子軌道計算を用いた機能の理解と予測
13.希少元素の代替としての炭素
14.機能性有機材料の将来性
15.小テスト(2)と解説、総括

 Students need to learn energy unit conversions (i.e., eV <-> nm <-> cm-1) to understand. They are also encouraged to read original papers and text books that are introduced in the class. Each class will cover the following:
1. Guidance: development of organic functional materials.
2. Molecular orbital, units of energy.
3. pi-Conjugated hydrocarbons
4. Carbon clusters
5. Quiz (1)
6. Heterocyclic compounds (1): thiopehene, furan, and pyrrole
7. Heterocyclic compounds (2): porphyrins and phthalocyanines
8. Heterocyclic compounds (3): boron, silicon, and phosphorus-containing compounds
9. Sigma-conjugation
10. Unsaturated compounds of heavy elements
11. Applications
12. Understanding of functions using molecular orbital theory
13. Carbon: an alternative of rare elements
14. Future of organic functional materials
15. Quiz (2) and summary

 
授業運営 Course Management
講義形式による。
Lecture
 
評価方法 Evaluation Method
 講義中に2回行う予定の小テスト50点、講義期間内に指示する英文の原著論文を読んで内容を要約したレポート50点の100点満点で評価する。
 小テストでは、電卓の使用は認めるが、パソコン・携帯電話・スマートフォンに付属の電卓アプリの使用は認めないので、必ず電卓(関数電卓可、但しプログラムの使用は不可)を持参すること。
 レポートでは、その論文が解決しようとする問題点,問題解決のための方法および工夫,科学的に新しい点、今後の課題等を論文中から正しく読み取り、記述できているかを加点の評価基準とし、単なる和訳や当該箇所のコピー&ペーストは不可とする。

Quiz (50%) and reports (50%).
You may use calculators for the quiz (PC and cellphones are not allowed.)
Report assignments will be provided in the class. You need read manuscripts and report the followings: Problems to be solved in the manuscript, methods and schemes, scientific novelty, future subjects in the field. Copy-and-pastes from the manuscript are not accepted.
 
オフィスアワー Office Hour (s)
教室または研究室で随時受け付ける。
Anytime
 

参考書 Book (s) for Reference
N. J. Turroほか著、井上晴夫・伊藤攻 監訳『分子光化学の原理』[丸善]2013年
日本学術振興会情報科学用有機材料第142委員会C部会編『先端有機半導体デバイス:—基礎からデバイス物性まで-』[オーム社]2015年
平尾公彦・武次徹也『すぐできる 量子科学計算 ビギナーズマニュアル』新版[講談社]2015年

 
 
 
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