この講義の後半は熱力学の基礎を取り扱う。熱力学にはいる前に今一度、気体の振る舞いについて、理想気体の状態方程式の復習をしてから、実在気体など、高校で扱わない気体の話題に触れることにする。 気体を特徴づける物理量 気体の法 […]

ここまで見てきたように、化学結合は２個の原子の軌道が重なり合って生成した結合性の軌道に２個の電子が共有されることで生成される。しかし、原子の軌道の重なり合いは、必ずしも２個の原子とは限らない。特に、π結合はp軌道が並んで […]

アセチレン ここからは、より複雑な分子についての軌道を考えていく。 アセチレン（上図）は炭素原子はCC三重結合とCH単結合を持つが、炭素原子の原子軌道に下から順番に電子を詰めていくと、最外殻の２p軌道には２個の電子がある […]

より複雑な分子の場合も、水素分子イオンと同様、複数の原子の原子軌道を組み合わせた分子軌道を考えることになる。水素分子イオンと違って電子の数も複数あるので、原子軌道を組み合わせた分子軌道のエネルギーが低いものから順番に、組 […]

それでは実際に、分子のハミルトニアンと波動関数についての例を見ていくことにしよう。まずは最も単純な例として、電子が1個の水素分子イオンを考える。水素分子ではなくわざわざ水素分子”イオン”なのは、電子2個以上だと解けないシ […]

化学結合など、分子内の電子の状態を考える時は、分子内の電子についてのハミルトニアンを考えて、波動関数とエネルギーを考えていくことになる。このときの波動関数も、厳密に解けるわけではないので、何らかの近似を使って考えていく必 […]

ここまででは様々な結合の種類を紹介してきたが、こうした分子内の結合や分子内の電子についても、量子力学を使えば原子のときと同様、シュレディンガー方程式を使って表すことができるはずである。たとえば時間によって変化しない状態（ […]

価電子とオクテット則 複数の原子が集まり、化学結合を作って結びつくことで原子は分子になるが、化学結合の生成にも電子が関わっている。特に、原子を構成する各々の軌道に詰まっている電子のうち最も外側の軌道にある電子（最外殻電子 […]

電子状態と原子スペクトル 1.1節において、水素ガスを詰めた放電管から出る水素原子スペクトルの波長は２つの整数を使って表されることを述べた。ここで出てきた２つの整数は水素原子の２つの主量子数に対応している。主量子数n1 […]

ここまでは水素様原子、つまり正電荷がある原子核の周りを電子1個が存在する場合の波動関数の話をしてきたが、通常、水素以外の原子の内部には2個以上の電子が存在する。電子が2個以上あるということは当然、それを表すためのシュレデ […]