科目名

 材料化学概論(T・U)

JABEE科目

科目CODE

232


学年・学科等名

 第5学年 物質化学工学科

担当教員

 青山陽子(8069)・古崎 睦(8044)

単位数・

 2単位 前期(T) 後期(U)

総時間数

 90時間(含:自学自習、中間試験)

教 科 書 名

 基礎有機化学(著者 H. ハート、 秋葉 等 訳、培風館)

 無機材料化学[第2版](荒川 剛、江頭 誠 他共著、三共出版)

補 助 教 材

 プリント

参  考  書

 


A 教育目標

 有機材料および無機材料に関する基本的な知識を習得し、有機物や無機物のどのような性質が材料として活かされているのかを理解する。


B 概要

 前期は有機材料分野を取り上げ、ハート基礎有機化学に記載されている内容に準じて天然物由来化合物の化学的・物理的特性について学ぶ。後期は無機材料分野を学び、無機材料の分類や問題点を理解した上で、半導体、誘電体、圧電体、磁性体を例に機能発現の原理について学ぶ。


C 本校の教育目標及び「環境・生産システム工学」教育プログラムによる学習・教育目標との対応

本校の教育目標

教育プログラム科目区分

学習・教育目標との対応(JABEE基準: c, d, e)

基礎工学科目

材料・バイオ系

A-2

(20%)

D-1

(50%)

D-2

(30%)




D 学習上の留意点

(1) 有機材料分野では、2・3年生時に学んだ有機化学を基礎とする部分が多いので、不明の部分は必ず復習して確認すること。

(2) 無機材料分野では、講義の始めに小テストを実施するので、無機材料の特徴や機能発現の原理、実用化への問題点などを系統づけて自己学習しておくこと。


E 評価方法

定期試験4回(80%)、小テストなど(20%)で評価する(前期と後期で担当教員が評価を分担する)。


F 授業内容 講義:前期(T)30時間、後期(U)30時間、自学自習30時間  総時間数90時間

授業項目

内     容

教育

プログラム

1. カルボン酸とその誘導体

(1)分類と命名


2


慣用名とIUPAC名で命名できる。


 

(2)物理的および化学的性質


(3)反応と誘導体

2


4

酸強度をpKa値で表し、構造への影響を説明できる。

求核的アシル置換が理解できる。

D-1

D-2

2. アミンと窒素化合物

(1)分類と命名


(2)物理的および化学的性質


2


慣用名、IUPAC名およびC.A.名で窒素化合物を命名できる。



D-1

4

沸点、溶解度等と分子構造との関連性、および塩基性度をpKa値で説明できる。

D-2

3. 複素環化合物

(1)ピリジンとピロール


(2)その他のヘテロ環化合物


2


際立っている両者の性質の違いを説明することができる。



D-1

2

含N、O、Sおよびクラウンエーテル様分子を認識できる。

D-2

 

(前期中間試験)

2

 

 

4. 脂質と洗剤

(1)脂肪と油脂



構造と物理的性質との関わり、および鹸化を説明できる。


D-1

D-2

(2)合成洗剤

2

石鹸と合成洗剤の性質の違いと水質汚染の例を理解できる。

A-2

D-1

5. 炭水化物

(1)単糖の種類と構造


 (2)糖の反応


(3)二糖類、その他の多糖類


2


2


2


DL-立体配置とD-アルドヘキソースの構造が判り、環状ヘミアセタール構造を描くことができる。   

酸化、還元、アセタール化等の反応と、炭素鎖の伸張と短縮が理解できる。

蔗糖をはじめとする代表的な多糖類の存在がわかる。




D-1

D-2

(前期期末試験)

6. 無機材料の化学と科学

  (1)無機材料の分類


2



無機材料の分類と新材料開発の現状を説明できる。



A-2

(2)リサイクルとLCA

2

リサイクルの考え方と環境を配慮した材料評価(LCA)の基本について説明できる。

D-1

7. 半導体材料とイオン伝導体材料

(1)固体の化学結合と電気伝導


2


各種化学結合の特徴とバンド構造の関係を説明できる。



D-1

(2)絶縁体と半導体


(3)半導体の応用


(4)イオン伝導体

2


2


2

不純物半導体の特徴とp/n接合ダイオードの機構を説明できる。

ICやダイオードなど、半導体製品の応用例について説明できる。

イオン伝導の機構およびその利用例を説明できる。

D-2



A-2

D-1

(前期中間試験)

2

 

 

8. 誘電体材料

(1)固体の誘電性


4


誘電体の原理と種類を理解し、誘電率の定義を説明できる。


D-1

D-2

(2)固体の圧電性


(3)固体の焦電性

2


2

セラミックスの圧電性の発現機構とその利用例について例示し、説明できる。

セラミックスの焦電性の発現機構とその利用例について例示し、説明できる。


A-2

D-1

9. 磁性体材料

(1)セラミックスの磁性


2


磁性材料の定義と磁性発現の原理を説明できる。

 

(2)磁性体の分類


(3)フェライト磁性体

2


2

磁気モーメントや磁気−磁場曲線の特徴に基づいて磁性体を分類できる。

磁性材料としてのフェライトの特性と利用法が表現できる。

D-1

D-2

D-2


(4)磁性体の応用

2

磁性体を利用した製品例を挙げ、その作用機構が説明できる。

A-2

D-1

(学年末試験) 

◆ 自学自習

  ・予習復習

  ・演習課題

 ・小テスト・定期試験の準備

30


自学自習時間として、授業内容を理解するための復習時間、自らの考えで材料を設計し、その開発手法を具体的に考えるための課題取り組み時間、そして小テストや定期試験の準備のための勉強時間を総合して30時間と考えている。


A-2

D-1

D-2


G 関連科目 有機化学、合成化学、有機材料化学、無機化学、固体化学、無機材料化学、材料化学実験


旭川高専2008