【わかりやすく】量子化学を院試レベルまで解説【物理化学】

物理化学の一つに量子化学と呼ばれる分野があります。

量子化学ではミクロの世界で物体を見るため位置や運動量は求めることができません。位置や運動量以外にも、量子化学では期待値を用いたり、確率を用いたりと、正確に値を求めることができなくなっています。

そうすると今まで見たことないような式が次々と出てきて、
「シュレーディンガー方程式っていったい何？」
「難しい数式ばかりで意味不明」
と思ってしまう人もいます。

このサイトでは、
量子化学の原理・法則や基本的な現象を、
深く理解できるような記事を用意しています。

一つの目標として、大学院入試の物理化学が解けるレベルまで解説できればと思っています。

ぜひ日々の勉強に役立ててみてください

量子化学を学ぶ手順

量子化学は物理化学の教科書でも膨大なページを使って解説がされています。そのため学ぶことも多い分野となっています。しかし、手順を踏んでしっかり理解すれば化学結合の仕組みがよくわかるようになったり、電子の動きについて詳しく知ることができます。是非最初から順番に読み進めてみてください。

量子を学ぶ上での始まりの部分です。高校物理でも原子という分野で教科書に載っているため、聞いたことがある内容も多いはず。

・ボーアモデルとド・ブロイの式

・波動性と粒子性

ここから本格的に量子化学について学んでいきます。

・摂動法と変分法

・水素原子

・多電子原子

・原子スペクトル

化学結合を量子で考える部分で、結合軌道についての理解が深まります。

・二原子分子

・原子価結合法

・混成軌道

・結合の極性

・π電子

ここは量子化学というよりは機器分析学や分光学で扱うことが多いです。

・運動の自由度

・ポテンシャルエネルギー

・振動状態と回転状態

・光のスペクトル

・分子の対称性

ここでは、物理化学の教科書で省略している部分を解説しています。大学院入試や学期末テストで直接問われることはないと思いますが、量子化学について理解がスムーズになると思いますので是非読んでみてください。