高校化学は正しい。しかし、「なぜそうなるか」が省かれている。大学化学はその「なぜ」に答える。
本書は、高校化学を学んでいる生徒が「大学ではこの内容をどう扱うのか」を知るための教科書です。
高校化学は正しい化学です。しかし、高校の段階ではいくつかの制約があり、「なぜそうなるか」の説明が十分にはできません。大学の化学は、より強力な道具を使ってその制約を解消します。
高校化学では、元素の性質や反応を個別に覚えます。周期表の傾向、酸塩基の強弱、有機反応の生成物...。覚える量は膨大です。一方、大学化学では、これらを電子構造という一つの視点で統一的に理解します。
| テーマ | 高校化学 | 大学化学 |
|---|---|---|
| 元素の性質 | 個別に暗記する | 電子構造から予測する |
| 化学反応 | 生成物を覚える | 反応機構で予測する |
| なぜ水は100℃で沸騰するか | 説明されない | 水素結合の強さから説明する |
| なぜ反応が進むか | 発熱だから？ | ギブズエネルギー ΔG で判定する |
大学化学の視点を学ぶことで、高校化学の理解は次の6つの面で変わります。
| カテゴリ | 具体的に何が変わるか | |
|---|---|---|
| A | 導出できる | 暗記していた性質を、電子構造から自分で説明できるようになる。例：周期表の傾向を量子数から導出 |
| B | 統一できる | 個別の反応パターンが、一つの原理で説明できる。例：酸塩基をルイスの定義で統一 |
| C | 範囲が広がる | 高校では扱わない条件や物質を定量的に扱える。例：実在気体、複雑な平衡系 |
| D | 意味が分かる | 「なぜその反応が起こるか」の理由が分かる。例：ギブズエネルギーで自発性を判定 |
| E | 定量化できる | 定性的だった議論を数式で定量的に扱える。例：平衡定数と $\Delta G$ の関係 |
| F | 見通しが立つ | 反応を見たとき「何が起こるか」を予測できる。例：反応機構で生成物を予測 |
本書は高校化学の教科書と同じ単元構成をとっています。全8編・17章・48記事で構成されています。
| 編 | 章数 | 記事数 | 概要 |
|---|---|---|---|
| 第I編 物質の構成 | 3章 | 9記事 | 原子の電子構造と化学結合を量子力学の視点で理解する... |
| 第II編 酸・塩基と酸化還元 | 2章 | 4記事 | 酸塩基をルイスの定義で統一し、酸化還元を標準電極電位で定量化... |
| 第III編 物質の状態 | 2章 | 5記事 | 気体を分子運動論で、溶液の性質をエネルギーとエントロピーで理... |
| 第IV編 化学反応とエネルギー | 1章 | 2記事 | エンタルピーとギブズエネルギーで反応のエネルギー論を完成させ... |
| 第V編 反応の速さと化学平衡 | 2章 | 4記事 | 反応速度をアレニウスの式で定量化し、平衡定数をギブズエネルギ... |
| 第VI編 無機化学 | 2章 | 8記事 | 電子構造と熱力学の原理を使って、無機物質の性質と反応を体系的... |
| 第VII編 有機化学 | 3章 | 10記事 | 反応機構（求核・求電子）と電子的効果で有機反応を統一的に理解... |
| 第VIII編 高分子化合物 | 2章 | 6記事 | 高分子の構造と物性の関係、天然高分子の立体化学を理解する... |
本書は以下のような読者を想定しています。
本書で必要な前提知識は高校化学の内容のみです。大学レベルの概念は、必要になった時点でその都度解説します。
本書は高校化学の教科書を置き換えるものではありません。高校化学の単元構成に沿って、各テーマを大学の視点で捉え直すものです。
高校化学を否定するのではなく、高校化学が「なぜあの教え方をしているのか」を含めて理解できるようになること。それが本書の目標です。