Chemistry I - 103 Academic Year
化學(一) -103學年度
本課程是由 國立陽明交通大學應用化學系提供。
本課程將從原子模型及量子力學的觀點出發去探討探索化學變化的基本理論，包括微觀的元素或分子的特性與其原子或分子軌域的關連。接著從微觀的元素或分子的特性再加上熱力學定律，去解釋巨觀中物質的三態及熱平衡現象。本課程希望同學在學習後能墊定扎實的化學基礎。
課程用書：Brian B. Laird “University Chemistry” McGraw Hill, 2009. 東華書局/新月圖書代理。
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| 授課教師 | 應用化學系 李大偉老師 |
|---|---|
| 課程學分 | 3學分 |
| 授課年度 | 103學年度 |
| 授課對象 | 大學一年級學生 |
| 預備知識 | 高中化學 |
| 課程提供 | 課程影音 課程綱要 課程行事曆 |
| 週次 | 課程內容 | 課程影音 | 課程下載 |
|---|---|---|---|
| 1-1 古典物理的原子模型有問題！？ | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 1-2 介於古典與現代之間的波爾量子模型 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 1-3 初識薛丁格方程式及粒子在盒中運動 (1/2) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 1-3 初識薛丁格方程式及粒子在盒中運動 (2/2) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 1-4 氫原子的軌域與能階 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 2-1 簡介「self-consistent field (SCF) method 」(自我一致場的方法) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 2-2 多電子原子的電子組態與遞建原理 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 2-3 元素的特性與週期表 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 3-1 離子鍵與共價鍵的特性 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 3-2 共價鍵的古典理論：路易士結構 (Lewis Structure) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 3-3 共價鍵的量子理論：Valence Bond Theory 及 Molecular Orbital Theory (1/2) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 3-3 共價鍵的量子理論：Valence Bond Theory 及 Molecular Orbital Theory (2/2) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 4-1 價層電子對排斥模型 (VSEPR Model) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 4-2 價鍵理論 (Valence-Bond Theory) 與混成軌域 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 4-3 同分異購物 (Isomer) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 4-4 大分子的分子鍵結理論 (VB + MO Theory) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 4-5 分子間的作用力 (Intermolecular Forces) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 5-1 相圖與相律 (phase diagram and phase rule) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 5-2 理想氣體方程式 (ideal-gas equation) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 5-3 氣體動力論 (kinetic theory of gases) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 5-4 真實氣體的狀態方程式 (equation of state) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 6-1 液體的結構與性質 (The Structure and Properties of Liquids) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 6-2 固體的結構與性質 (The Structure and Properties of Solids) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 6-3 簡介能帶理論 (Introduction to the Band Theory) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 7-1 熱力學第一定律：系統、狀態與能量 (The First Law of Thermodynamics: System, State and Energy) (1/3) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 7-1 熱力學第一定律：系統、狀態與能量 (The First Law of Thermodynamics: System, State and Energy) (2/3) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 7-1 熱力學第一定律：系統、狀態與能量 (The First Law of Thermodynamics: System, State and Energy) (3/3) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 7-2 熱焓與熱容 (Enthalpy and Heat Capacity) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 7-3 物理狀態改變中的熱焓變化 (Enthalpy Change of Physical Transformation) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 7-4 化學反應中的熱焓變化 (Enthalpy Change of Chemical Reaction) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 8-1 熱力學第二定律：熵與自發過程 (The Second Law of Thermodynamics: Entropy and Spontaneous Processes) (1/2) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 8-1 熱力學第二定律：熵與自發過程 (The Second Law of Thermodynamics: Entropy and Spontaneous Processes) (2/2) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 8-2 熱力學第三定律：計算熵的絕對值及其應用 (The Third Law of Thermodynamics: Determining the Absolute Entropy and its Applications) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 8-3 自由能 (Gibbs Free Energy) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 8-4 課外補充─Heat Engine and the Second Law of Thermodynamics Carnot Cycle | 線上觀看 | MP4下載 |
課程目標
本課程將從原子模型及量子力學的觀點出發去探討探索化學變化的基本理論，包括微觀的元素或分子的特性與其原子或分子軌域的關連。接著從微觀的元素或分子的特性再加上熱力學定律，去解釋巨觀中物質的三態及熱平衡現象。本課程希望同學在學習後能墊定扎實的化學基礎。
課程章節
| 章節 | 章節內容 |
| 第一章 亞微觀世界的量子論 The Quantum Theory of the Submicroscopic World | 1-1 古典物理的不足 1-2 波爾的物質模型 1-3 物質的波動性質 1-4 氫原子的量子力學模型 |
| 第二章 多電子原子與週期表 Mnay-Electron Atoms and the Periodic Table | 2-1 多電子原子的電子組態與遞建原理 2-2 周期表與量子力學 2-3 元素的分類與週期性 |
| 第三章 化學鍵 The Chemical Bonds | 3-1 共價鍵 3-2 電負度與化學鍵極性 3-3 路易士結構 3-4 分子軌域理論 |
| 第四章 分子結構與作用力 | 4-1 VSEPR模型 4-2 價鍵理論與混成軌域 4-3 異構物 4-4 分子間作用力 |
| 第五章 物質狀態I：相圖與氣體 The States of Mater I: Phase diagraams and Gases | 5-1 溫度、壓力與物質狀態 5-2 理想氣體 5-3 氣體動力理論 5-4 真實氣體 |
| 第六章 物質狀態II：液體與固體 The States of Mater II: Liquids and Solids | 6-1 液體、結晶固體與分子間作用力 6-2 能帶與導電 |
| 第七章 熱力學：化學反應中的能量 Thermodynamics: Energy in Chemical Reactions | 7-1 溫度改變、熱、熱熔與焓 7-2 化學反應與焓 7-3 物理變化與焓 |
| 第八章 熵、自由能與熱力學第二定律 Thermodynamics: The Second and Third Laws | 8-1 熵 8-2 熱力學第三定律 8-3 自由能 |
課程書目
Calculus(Early Transendentals), James Stewart, 6th Edition.
評分標準
| 項目 | 百分比 |
| Practice Quizes | 5% |
| 學習歷程檔案 & 討論區 | 5% |
| 小考 | 40% |
| 期中考 | 20% |
| 期末考 | 30% |
本課程行事曆提供課程進度與考試資訊參考。
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學期週次
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上課日期
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參考課程進度
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第一週 |
09/16 09/19 |
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| 第二週 | 09/23 09/26 |
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| 第三週 | 09/30 10/03 |
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| 第四週 | 10/07 10/10 |
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| 第五週 | 10/14 10/17 |
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| 第六週 | 10/21 10/24 |
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| 第七週 | 10/28 10/31 |
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| 第八週 | 11/04 11/07 |
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| 第九週 | 11/11 11/14 |
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| 第十週 | 11/18 11/21 |
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| 第十一週 | 11/25 11/28 |
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| 第十二週 | 12/02 12/05 |
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| 第十三週 | 12/09 12/12 |
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| 第十四週 | 12/16 12/19 |
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| 第十五週 | 12/23 12/26 |
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| 第十六週 | 12/30 01/02 |
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| 第十七週 | 01/06 01/09 |
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| 第十八週 | 01/13 01/16 |
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