学部生のための物理学

はじめに

学部化学は、基礎および応用化学の詳細な探究を提供します。テーマには、高度な原子および分子構造、量子化学、熱力学、反応速度論、および平衡が含まれます。有機化学では、反応機構、分光法、および合成を扱い、無機化学では配位化合物と結晶学を探求します。分析化学では、クロマトグラフィー、分光法、および電気化学的手法が導入されます。生化学は、化学と生物システムを結び付けます。実験作業では、精度、計測機器の使用、および科学的コミュニケーションを重視し、学生を研究、産業、またはさらなる学習に向けて準備します。

すべての章とトピック

1.  一般化学

• 1.1.  化学の紹介
• 1.2.  原子構造
• 1.2.1.  サブアトム粒子
• 1.2.2.  原子モデル
• 1.2.3.  量子数
• 1.2.4.  電子配置
• 1.2.5.  周期的傾向
• 1.2.6.  同位体とその応用
• 1.3.  化学結合
• 1.3.1.  イオン結合
• 1.3.2.  共有結合
• 1.3.3.  金属結合
• 1.3.4.  混成
• 1.3.5.  分子構造とVSEPR理論
• 1.3.6.  結合の極性と双極子モーメント
• 1.4.  化学量論
• 1.4.1.  モルの概念
• 1.4.2.  経験式と分子式
• 1.4.3.  制限試薬と過剰試薬
• 1.4.4.  収率と純度のパーセンテージ
• 1.4.5.  希釈計算
• 1.5.  物質の状態
• 1.5.1.  気体法則
• 1.5.2.  物質と分子間力
• 1.5.3.  固体と結晶構造
• 1.5.4.  状態図
• 1.5.5.  プラズマと臨界流体
• 1.6.  Chemical reactions
• 1.6.1.  化学反応の種類
• 1.6.2.  化学方程式のバランス
• 1.6.3.  熱化学反応
• 1.6.4.  反応エネルギープロフィール
• 1.7.  Solutions and Mixtures
• 1.7.1.  濃度単位
• 1.7.2.  症状の特性
• 1.7.3.  溶解度と溶解度規則
• 1.7.4.  ヘンリーの法則とラウールの法則
• 1.7.5.  分配係数
• 1.8.  化学平衡
• 1.8.1.  質量作用の法則
• 1.8.2.  ル シャトリエの法則
• 1.8.3.  反応商
• 1.8.4.  平衡定数の計算には、このオンライン計算機を使用してください。平衡定数（Eq.）を入力し、計算ボタンを押してください。ここでは、与えられた入力値を使用して平衡定数の計算がどのように説明されるかを示します -> 0.05 = 0.05/0。
• 1.8.5.  酸塩基平衡
• 1.9.  酸と塩基
• 1.9.1.  アレニウス、ブレンステッド-ローリー、ルイスの定義
• 1.9.2.  pHとpOH
• 1.9.3.  酸塩基滴定
• 1.9.4.  緩衝溶液
• 1.9.5.  酸塩基指示薬
• 1.9.6.  多プロトン酸と塩基
• 1.10.  電気化学
• 1.10.1.  酸化還元反応
• 1.10.2.  ガルバニ電池と電解セル
• 1.10.3.  ネルンストの式
• 1.10.4.  電気分解
• 1.10.5.  ファラデーの電気分解の法則
• 1.11.  熱力学
• 1.11.1.  熱力学の法則
• 1.11.2.  エンタルピー、エントロピーとギブズ自由エネルギー
• 1.11.3.  反応の自発性
• 1.11.4.  熱力学サイクル（ヘスの法則、カルノーサイクル）
• 1.12.  動力学
• 1.12.1.  速度式と反応次数
• 1.12.2.  活性化エネルギーと触媒
• 1.12.3.  衝突理論
• 1.12.4.  反応機構
• 1.12.5.  遷移状態理論

2.  有機化学

• 2.1.  構造と関係
• 2.1.1.  炭素化合物の混成
• 2.1.2.  共鳴と芳香族性
• 2.1.3.  Molecular orbitals
• 2.1.4.  誘導効果と共鳴効果
• 2.2.  炭化水素
• 2.2.1.  炭化水素
• 2.2.2.  アルケン
• 2.2.3.  アルキン
• 2.2.4.  芳香族化合物
• 2.2.5.  シクロアルカンと配座
• 2.3.  官能基
• 2.3.1.  アルコールとフェノール
• 2.3.2.  エーテルとエポキシド
• 2.3.3.  アルデヒドとケトン
• 2.3.4.  カルボン酸とその誘導体
• 2.3.5.  Amin
• 2.3.6.  エステルとアミド
• 2.3.7.  チオールとスルフィド
• 2.4.  ステレオ化学
• 2.4.1.  立体化学における異性体
• 2.4.2.  キラリティと光学活性
• 2.4.3.  構造解析
• 2.4.4.  ジアステレオマーとエナンチオマー
• 2.5.1.  Substitution reactions
• 2.5.2.  脱離反応
• 2.5.3.  付加反応
• 2.5.4.  ラジカル反応
• 2.5.5.  転位反応
• 2.5.6.  周環反応
• 2.6.  スペクトロスコピーと構造解析
• 2.6.1.  赤外分光法
• 2.6.2.  核磁気共鳴分光法
• 2.6.3.  質量分析
• 2.6.4.  UV-可視分光法
• 2.6.5.  X線結晶学
• 2.7.  高分子化学
• 2.7.1.  Addition and Condensation Polymers
• 2.7.2.  重合のメカニズム
• 2.7.3.  生分解性ポリマー
• 2.7.4.  導電性およびスマートポリマー

3.  無機化学

• 3.1.  配位化学
• 3.1.1.  配位子と錯体化合物
• 3.1.2.  結晶場理論
• 3.1.3.  配位化合物における分子軌道理論
• 3.1.4.  ヤーン-テイラー歪み
• 3.2.  Main Group Chemistry
• 3.2.1.  アルカリ金属とアルカリ土類金属
• 3.2.2.  ハロゲンと希ガス
• 3.2.3.  遷移金属とその錯体
• 3.2.4.  ランタニドとアクチニド
• 3.3.  固体化学
• 3.3.1.  クリスタル格子と単位セル
• 3.3.2.  固体の欠陥
• 3.3.3.  電気および磁気特性
• 3.3.4.  超伝導
• 3.4.  生物無機化学
• 3.4.1.  生物学における金属イオン
• 3.4.2.  金属との酵素反応
• 3.4.3.  金属中毒とデトックス
• 3.4.4.  メタロタンパク質とメタロ酵素

4.  物理化学

• 4.1.  量子化学
• 4.1.1.  波動-粒子二重性
• 4.1.2.  シュレーディンガー方程式
• 4.1.3.  量子数と軌道
• 4.1.4.  原子および分子分光法
• 4.2.  統計力学
• 4.2.1.  マクスウェル・ボルツマン分布
• 4.2.2.  分配関数
• 4.2.3.  ボース＝アインシュタイン統計とフェルミ＝ディラック統計
• 4.3.  化学熱力学
• 4.3.1.  ギブズ自由エネルギー
• 4.3.2.  相転移
• 4.3.3.  熱力学的効率
• 4.4.  表面化学
• 4.4.1.  吸着と触媒作用
• 4.4.2.  コロイドと乳濁液

5.  分析化学

• 5.1.  古典的方法
• 5.1.1.  重量分析
• 5.1.2.  titrimeter
• 5.2.  計器分析法
• 5.2.1.  クロマトグラフィー
• 5.2.2.  分光法
• 5.2.3.  電気分析法
• 5.2.4.  X線回折

6.  産業化学

• 6.1.  石油化学
• 6.2.  化学工学の原理
• 6.3.  グリーンケミストリー
• 6.4.  医薬品と薬の合成

7.  生化学

• 7.1.  炭水化物
• 7.2.  タンパク質と酵素
• 7.3.  脂質と膜
• 7.4.  核酸
• 7.5.  代謝とバイオエネルギー
• 7.6.  酵素の動力学とメカニズム