【2024年最新版】量子化学の参考書・問題集おすすめランキング5選~レベル別に紹介~

第Ⅰ部　量子力学

第1章　量子化学とは

1-1　ニュートン力学で解決できない現象を解決する― 量子化学とは

1-2　微粒子はとびとびの値しかとることができない― 量子とは

1-3　２つの値を同時に正確に決定することはできない ― ハイゼンベルクの不確定性原理

1-4　電子の位置は確率でしか表すことができない― 存在確率

1-5　微粒子は量子の性質と波の性質の両方を持っている― 粒子性と波動性

1-6　電子の性質、挙動を方程式で表す― シュレーディンガー方程式

第2章　直線上の粒子運動

2-1　量子力学の基本の基本 ― 直線上の粒子運動

2-2　量子数が出てくる理由を見てみよう― 量子数の出現

2-3　波動関数の2乗は粒子の存在確率を表す― 波動関数の形と存在確率

2-4　量子化学における最重要事項 ― エネルギーの量子化

2-5　原子構造を考える上での基礎事項 ― 立体空間の粒子運動と極座標

第Ⅱ部　量子化学と原子・分子構造

第3章　原子構造

3-1　全ての物質を作る基本的な微粒子 ― 原子構造

3-2　現代の原子モデルができたのは量子力学のおかげ ― 原子モデルの変遷

3-3　原子を構成する電子はどのような状態にいるのか― 電子の軌道

3-4　各軌道は固有のエネルギーを持つ― 軌道のエネルギー

3-5　軌道は個性的な形をしている― 軌道の形

3-6　電子がどの軌道にどのような状態で入るか― 電子配置

第4章　化学結合

4-1　原子は化学結合によって分子を作る― 化学結合とは

4-2　原子軌道の重なりによって生じる結合 ― 共有結合

4-3　分子軌道計算の基本は＋－×÷である― 分子軌道法の計算

4-4　エネルギー極小を求めるのは微分である― 変分法

4-5　軌道エネルギーこそが量子化学の真髄 ― 軌道関数とエネルギー

第5章　分子軌道法と結合エネルギー

5-1　結合を作る結合性軌道と結合をこわす反結合性軌道 ― 結合性軌道と反結合性軌道

5-2　原子間の距離が変化すると結合エネルギーも変化する― 結合距離とエネルギー

5-3　電子が入った軌道によって結合エネルギーが変化する― 電子配置と結合エネルギー

5-4　回転可能で強いσ結合と回転不可能で弱いπ結合 ― σ結合とπ結合

5-5　一重結合、二重結合、三重結合 ― Ｆ－Ｆ、Ｏ＝Ｏ、Ｎ≡Ｎの結合

第6章　混成軌道と共役系

6-1　電子が作る合挽きハンバーグ ― 混成軌道とは

6-2　最も基本的な混成軌道 ― sp3混成軌道

6-3　二重結合、三重結合を作る混成軌道 ― sp2混成軌道・sp混成軌道

6-4　一重結合と二重結合の中間 ― 共役系の結合状態

6-5　３個、５個、７個など奇数個の炭素が作る共役系 ― 奇数炭素系の共役化合物

第Ⅲ部 量子化学と分子の物性・反応性

第7章　共役系の分子軌道

7-1　分子軌道法の基礎 ― エチレンの分子軌道とエネルギー

7-2　共役系の分子軌道法の基礎 ― ブタジエンの分子軌道とエネルギー

7-3　軌道関数には独特な対称性がある― 軌道関数・節・対称性・形

7-4　共役系が長くなるとエネルギーの間隔が狭くなる― 共役系の長さと軌道エネルギー

7-5　シクロブタジエンとベンゼンの分子軌道 ― 環状共役系の分子軌道

第8章　分子の物性と分子軌道

8-1　共役系はなぜ安定なのか？― 分子の安定性と非局在化エネルギー

8-2　π電子はどこにいるのか？― 分子のイオン性と電子密度

8-3　何重結合と考えたらよいのか？― 結合距離と結合次数

8-4　ラジカルは分子のどこに反応するのか？― ラジカル反応性と自由原子価

8-5　芳香族とは何だろう？― 芳香族性とヒュッケル則

8-6　芳香族化合物の性質と反応性 ― 芳香族性と分子の挙動

第9章　分子の発光、発色と分子軌道

9-1　分子が光るのはなぜだろう？― 発光の原理

9-2　水銀灯やネオンサインが光る原理 ― 原子と電気の相互作用

9-3　有機ＥＬは次世代のテレビといわれている― 有機ＥＬが光る原理

9-4　発光と発色は全く異なる現象 ― バラが赤い原理

9-5　漂白剤はなぜ色を無くすのか？― 光吸収と脱色の原理

第10章　熱反応と光反応

10-1　加熱しても光照射しても化学反応は起こる― 熱反応と光反応の違い

10-2　原子、分子は最も外側の軌道を使って反応する― フロンティア軌道理論

10-3　鎖状化合物が環状化合物に変化する反応 ― 閉環反応とフロンティア軌道

10-4　環の途中がつながって２個の環になる反応 ― 縮環反応とフロンティア軌道

10-5　水素が炭素の間を移動する反応 ― 水素移動反応とフロンティア軌道

付録の章

1　平面上の粒子運動

2　平面上を動く粒子の解析

3　波動関数とエネルギー

4　関数の表現

5　エネルギーと縮重

6　三次元空間の粒子運動と極座標