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物質・材料をまなぶ 化学
Basic Chemistry for Understanding Materials
横浜国立大学教授 博士（理学） 山口佳隆・
横浜国立大学名誉教授 工学博士 伊藤 卓 共著
Ｂ５判／192頁／２色刷／定価2860円（本体2600円＋税10％）／2020年11月発行
ISBN 978-4-7853-3518-2
C3043
身の回りの物質・材料の本質を見極め、現代社会における化学の重要性をあらためて認識するために編まれた基礎化学教科書。ナノからミクロ、ミクロからマクロへと視点を広げ、身近な材料や生命体、ひいては生態系や環境問題に対する化学の役割と可能性を考察する。
最終章では有機金属化学分野でノーベル賞に輝いた先駆的な三つの研究を題材に、新規材料開発の実際、研究者の挑戦のありさまを活き活きと伝え、また日本における物質・材料研究の今後をみすえた「元素戦略」についても詳しく紹介している。
サポート情報
◎ 教科書採用の先生方に講義用の図表ファイルをご用意しました．
ファイルのご利用は講義のみに限らせていただきます．
◎ まえがき （pdfファイル）
◎ 索引 （pdfファイル）
序章 化学と物質・材料
1．物質の根源：粒子の概念
2．物質の根源：軌道の概念
3．ナノからミクロへ：原子と原子をつなぐ化学結合
4．ミクロからマクロへ：分子の構造と分子間の相互作用
5．物質の性質
6．物質を作る：物質合成デザイン
7．物質を作る：化学平衡と反応速度
8．物質の種類
9．物質と材料
10．生命体を構成する物質
11．生態系を構成する物質
12．環境と物質
13．材料の役割と変遷
まえがき（pdfファイル）
序章 化学と物質・材料
0.1 化学の進歩が人間生活にもたらしたもの
0.2 科学技術の中での化学の果たす役割
0.3 材料の過去と今 −発展する化学−
章末問題
1．物質の根源：粒子の概念
1.1 物質の成り立ち −粒子の概念とは−
1.2 原子
1.3 元素
1.4 周期表
1.5 イオンと電荷
章末問題
2．物質の根源：軌道の概念
2.1 軌道
2.1.1 軌道の種類と形
2.1.2 原子の電子配置
2.2 軌道の混成
2.2.1 原子軌道を利用した分子の構築の試み
2.2.2 軌道の混成：sp3混成軌道
2.2.3 sp2混成軌道とsp混成軌道
章末問題
3．ナノからミクロへ：原子と原子をつなぐ化学結合
3.1 化学結合
3.2 イオン結合
3.3 共有結合
3.3.1 単結合
3.3.2 二重結合
3.3.3 三重結合
3.4 結合の極性と電気陰性度
3.5 金属結合
3.6 ナノの世界
章末問題
4．ミクロからマクロへ：分子の構造と分子間の相互作用
4.1 様々な分子の形
4.1.1 分子の書き表し方
4.1.2 異性体
4.1.3 メソ化合物
4.1.4 ラセミ体
4.2 分子間に働く力：水素結合
4.3 酸と塩基
4.3.1 酸と塩基の定義
4.3.2 酸と塩基の強さ
4.4 多様な物質
章末問題
5．物質の性質
5.1 物質の三態と状態図
5.1.1 物質の三態：固体・液体・気体
5.1.2 物質の状態図
5.1.3 プラズマ
5.2 光と色：電子の励起
5.3 電気伝導性：電子の移動（電子の流れ）
5.4 酸化と還元：電子の授受
5.4.1 酸化還元反応
5.4.2 原子の酸化数と有機化合物の酸化と還元
章末問題
6．物質を作る：物質合成デザイン
6.1 有機反応の種類：結合の開裂と形成
6.1.1 有機反応の種類
6.1.2 結合の開裂と形成における電子の流れ
6.2 有機反応における電子の働き：電子の流れ図を用いた有機反応
6.2.1 付加反応
6.2.2 脱離反応
6.2.3 置換反応
6.3 ベンゼン環の反応
6.3.1 芳香族求電子置換反応
6.3.2 芳香族求電子置換反応における配向性と反応性
6.4 カルボニル基をもつ化合物の反応
6.4.1 求核試薬によるカルボニル炭素への攻撃
6.4.2 塩基による酸性プロトンの引き抜き
6.5 グリーンケミストリー
章末問題
7．物質を作る：化学平衡と反応速度
7.1 化学反応式
7.2 化学反応
7.3 化学平衡
7.4 反応速度
7.4.1 エネルギー図
7.4.2 速度論
7.5 触媒作用
章末問題
8．物質の種類
8.1 単体から構成される物質の種類
8.1.1 金属
8.1.2 同素体
8.2 無機固体物質の種類
8.2.1 セラミックスの種類
8.2.2 様々な無機固体物質
8.3 有機化合物の種類
8.3.1 炭化水素
8.3.2 炭素−ハロゲンおよび酸素間にσ結合をもつ化合物
8.3.3 炭素−酸素間に二重結合をもつ化合物
8.3.4 窒素を含む有機化合物
8.4 高分子化合物の種類
章末問題
9．物質と材料
9.1 金属・セラミックス・高分子材料の主な性質
9.2 金属材料
9.2.1 金属の性質：イオン化傾向
9.2.2 材料としての鉄
9.2.3 汎用金属元素の材料と貴金属元素の材料
9.3 セラミックス材料
9.3.1 窒化ホウ素
9.3.2 炭化ケイ素
9.3.3 炭化ホウ素
9.4 高分子材料
9.4.1 逐次重合反応で合成される高分子化合物
9.4.2 高分子化合物の構造と物性の関係
9.4.3 製品としての高分子材料
9.5 複合材料とハイブリッド材料
章末問題
10．生命体を構成する物質
10.1 炭水化物
10.1.1 単糖
10.1.2 二糖
10.1.3 多糖
10.2 アミノ酸とタンパク質
10.2.1 アミノ酸
10.2.2 タンパク質
10.2.3 生体に重要なタンパク質
10.3 脂質
10.3.1 加水分解される脂質
10.3.2 加水分解されない脂質：ビタミン
10.3.3 加水分解されない脂質：ステロイド
章末問題
11．生態系を構成する物質
11.1 物質としての水
11.1.1 水の分子構造と電子状態
11.1.2 水の性質
11.1.3 私たちの生活と水との関係
11.2 大気を構成する物質
11.2.1 大気を構成する物質：窒素と酸素
11.2.2 窒素分子と酸素分子：等核二原子分子
11.2.3 酸素と窒素の分子軌道エネルギー準位図
11.3 地球を構成する物質
章末問題
12．環境と物質
12.1 物質の安全性
12.1.1 プラスチック材料
12.1.2 ダイオキシンとポリ塩化ビフェニル
12.2 環境汚染物質
12.2.1 酸性雨の原因物質
12.2.2 オゾン層を破壊する物質
12.2.3 地球温暖化に影響を与える物質：温室効果ガス
12.3 放射性物質
12.3.1 放射性同位体の種類と崩壊
12.3.2 放射性同位体の寿命：半減期
章末問題
13．材料の役割と変遷
13.1 総合的な化学の力を修得するために
13.2 チーグラー-ナッタ触媒の発見と導電性高分子材料
13.2.1 チーグラー-ナッタ触媒の発見とポリオレフィンの合成
13.2.2 導電性高分子化合物
13.3 有機合成に革新をもたらした金属錯体触媒
13.3.1 不斉触媒反応：キラルな化合物を作り分ける
13.3.2 オレフィンメタセシス：炭素と炭素の二重結合が組み換わる
13.3.3 クロスカップリング反応：炭素と炭素の結合を作る革新的技術
13.4 元素戦略
13.5 材料の過去・現在・そして未来
章末問題
章末問題略解
索引 （pdfファイル）
Drop-in
科学と化学
新元素発見 −113番の元素 ニホニウム Nh−
ボーア原子モデルと量子力学
超分子
ステレオ図
フリーズドライ
有機化学と無機化学の分類
アボガドロ定数
乾燥剤としてのシリカゲル
ナイロン66の発見
ヘモグロビンと一酸化炭素
窒素固定 −ハーバー-ボッシュ法−
水銀
ポリアセチレン薄膜の開発秘話
セレンディピティ
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山口 佳隆
やまぐち よしたか
1968年 京都府に生まれる。広島大学理学部卒業、広島大学大学院理学研究科博士課程後期修了。理化学研究所基礎科学特別研究員、横浜国立大学助手・助教授・准教授などを経て現職。専門は錯体化学、有機金属化学。
伊藤 卓
いとう たかし
1939年 岐阜県に生まれる。東京工業大学理工学部卒業、東京大学大学院工学系研究科博士課程修了。東京工業大学助手、横浜国立大学助教授・教授などを歴任。専門は高分子化学、有機金属化学。主な著書に『化学コミュニケーション』（共著、化学工業日報社）などがある。
（情報は初版刊行時のものから一部修正しています）
有機金属化学ノーツ
物質の機能からみた
化学入門
物質の機能を使いこなす
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