GATE化学シラバス

セクション/ユニット トピック
Section A Physical Chemistry
ユニット1 構造
ユニット2 平衡
ユニット3 動力学
ユニット4 表面と界面
Section B Inorganic Chemistry
ユニット1 主なグループ要素
ユニット2 遷移元素
ユニット3 ランタニドとアクチニド
ユニット4 有機金属
ユニット5 放射能
ユニット6 生物無機化学
ユニット7 固体
ユニット8 分析の機器的方法
Section C Organic Chemistry
ユニット1 立体化学
ユニット2 反応機構
ユニット3 有機合成
ユニット4 ペリ環状反応と光化学
ユニット5 複素環式化合物
ユニット6 生体分子
ユニット7 分光法

コースシラバス

Section A: Physical Chemistry

Unit 1: Structure

  • 量子力学の仮説

  • 時間依存および時間非依存のシュレーディンガー方程式

  • 生まれた解釈

  • 箱の中の粒子

  • 調和振動子

  • 剛体回転子

  • 水素原子:原子軌道

  • 多電子原子:軌道近似

  • 変動と一次摂動技術

  • 化学結合:原子価結合理論とLCAO-MO理論

  • ハイブリッド軌道

  • LCAO-MOTのH2 +、H 2およびその他の等核二原子分子、HF、CO、NOなどの異核二原子分子、および単純な非局在化π電子系への応用

  • ハッケル近似とその環状π電子システムへの応用

  • 対称要素と操作

  • 点群と指標表

  • 二原子および多原子分子の回転、振動、電子およびラマン分光法の選択規則の起源

  • アインシュタイン係数

  • 遷移モーメント積分とモル吸光係数および振動子強度との関係

  • 核磁気共鳴の基本原理:核g因子、化学シフト、核結合

Unit 2: Equilibrium

  • 熱力学の法則
  • 標準状態
  • Thermochemistry
  • 熱力学的関数とそれらの関係-
    • ギブズヘルムホルツとマクスウェルの関係
    • ファントホッフ方程式
  • 自発性と平衡の基準
  • 絶対エントロピー
  • 部分モル量
  • 混合の熱力学
  • 化学ポテンシャル
  • フガシティー、活動および活動係数
  • 化学平衡
  • 平衡定数の温度と圧力への依存性
  • 非理想的なソリューション
  • イオンの可動性と伝導性
  • デバイ-ヒュッケル制限法
  • デバイ・ヒュッケル・オンサーガー方程式
  • 標準電極電位と電気化学セル
  • 電位差測定および導電率測定による滴定
  • フェーズルール
  • クラウジウスクラペイロン方程式
  • 1つのコンポーネントシステムの状態図:CO 2、H 2 O、S
  • 2成分システム-
    • 気液系
    • 液液系
    • 固液系
  • 分別蒸留
  • 共沸混合物および共沸混合物
  • 統計熱力学-
    • ミクロカノニカルおよびカノニカルアンサンブル
    • ボルツマン分布
    • 分配関数
    • 熱力学的特性

Unit 3: Kinetics

  • 遷移状態理論−
    • アイリングの式
    • 熱力学的側面
  • ポテンシャルエネルギー曲面と古典的な軌道
  • 初歩的、並行的、反対的、連続的な反応
  • 定常状態近似
  • 複雑な反応のメカニズム
  • 単分子反応
  • 重合と酵素触媒作用の動力学
  • 高速反応速度論:緩和法と流動法
  • 光化学的および光物理的プロセスの動力学

Unit 4: Surfaces and Interfaces

  • 物理吸着と化学吸着
  • Langmuir、FreundlichおよびBET等温線
  • 表面触媒作用:Langmuir-Hinshelwoodメカニズム
  • 表面張力、粘度
  • Self-assembly
  • コロイド、ミセル、高分子の物理化学

Section B: Inorganic Chemistry

Unit 1: Main Group Elements

  • 水素化物、ハロゲン化物、酸化物、オキソ酸、窒化物、硫化物–形状と反応性

  • ボラン、カルボラン、シリコーン、ケイ酸塩、窒化ホウ素、ボラジン、ホスファゼンの構造と結合

  • 炭素の同素体

  • 希ガス、擬ハロゲン、およびハロゲン間化合物の化学

  • 酸塩基の概念

Unit 2: Transition Elements

  • 配位化学-

    • 構造と異性

    • 結合理論(VBT、CFT、およびMOT)

  • さまざまな結晶場のエネルギー準位図、CFSE、CFTの応用、ヤーン・テラー歪み

  • 遷移金属錯体の電子スペクトル-

    • 分光項記号

    • 選択規則

    • オーゲル図

    • 電荷移動スペクトル

  • 遷移金属錯体の磁気特性

  • 反応機構-

    • 速度論的および熱力学的安定性

    • 置換とレドックス反応

Unit 3: Lanthanides and Actinides

  • Recovery
  • 周期表
  • スペクトルプロパティ
  • 磁気特性

Unit 4: Organometallics

  • 18-電子ルール
    • metal-alkyl
    • metal-carbonyl
    • 金属-オレフィンおよび金属カルベン錯体
    • metallocenes
  • 有機金属錯体の流動性
  • 有機金属反応の種類
  • 均一系触媒作用-
    • Hydrogenation
    • Hydroformylation
    • 酢酸合成
    • メタセシスとオレフィン酸化
  • 不均一系触媒作用-
    • フィッシャー・トロプシュ反応
    • チーグラー・ナッタ重合

Unit 5: Radioactivity

  • 崩壊プロセス
  • 放射性元素の半減期
  • 核分裂と核融合のプロセス

Unit 6: Bioinorganic Chemistry

  • イオン(Na +およびK +)輸送
  • 酸素結合
  • 輸送と利用
  • 電子移動反応
  • 窒素固定
  • −を含む金属酵素
    • Magnesium
    • Molybdenum
    • Iron
    • Cobalt
    • Copper
    • Zinc

Unit 7: Solids

  • 結晶系と格子
  • ミラー飛行機
  • クリスタルパッキング
  • 結晶欠陥
  • ブラッグの法則
  • イオン結晶
  • AX、AX2、ABX3タイプの化合物の構造
  • Spinels
  • バンド理論
  • Metals
  • Semiconductors

Unit 8: Instrumental Methods of Analysis

  • 紫外可視分光光度法
  • NMRおよびESR分光法
  • 質量分析
  • GCおよびHPLCを含むクロマトグラフィー
  • 電気分析法-
    • Polarography
    • サイクリックボルタンメトリー
    • イオン選択性電極
  • 熱分析法

Section C: Organic Chemistry

Unit 1: Stereochemistry

  • キラル中心の有無にかかわらず有機分子のキラリティーとそれらの絶対配置の決定

  • 複数の立体中心を持つ化合物の相対的な立体化学

  • ホモトピー、エナンチオトピー、ジアステレオトピーの原子、グループ、面

  • 立体選択的および立体特異的合成

  • 非環式および環式化合物の立体配座解析

  • 幾何異性

  • 構成およびコンフォメーションの影響、および反応性と選択性/特異性に対する隣接グループの参加

Unit 2: Reaction Mechanisms

  • 基本的なメカニズムの概念-

    • 速度論的制御と熱力学的制御

    • ハモンドの仮説とカーティン-ハメットの原理

  • 生成物、中間体、同位体標識の同定を通じて反応メカニズムを決定する方法

  • 求核性および求電子性置換反応(芳香族および脂肪族の両方)

  • 炭素-炭素および炭素-ヘテロ原子(N、O)の多重結合への付加反応

  • 脱離反応

  • 反応性中間体-

    • Carbocations

    • Carbanions

    • Carbenes

    • Nitrenes

    • Arynes

    • フリーラジカル

  • 電子不足原子を含む分子再配列

Unit 3: Organic Synthesis

  • 以下のクラスの化合物を含む合成、反応、メカニズムおよび選択性-

    • Alkenes

    • Alkynes

    • Arenes

    • Alcohols

    • Phenols

    • Aldehydes

    • Ketones

    • カルボン酸

    • Esters

    • Nitriles

    • Halides

    • ニトロ化合物

    • アミンとアミド

  • 有機合成におけるMg、Li、Cu、B、Zn、およびSiベースの試薬の使用

  • カップリング反応による炭素-炭素結合の形成-Heck、Suzuki、Stille、Sonogoshira

  • 多段階合成の概念-

    • 逆合成分析

    • 戦略的な切断

    • シントンおよび合成同等物

  • 極性変換反応性–ホルミルおよびアシルアニオン同等物

  • 有機合成における選択性–化学、位置、立体選択性

  • 官能基の保護と脱保護

  • 不斉合成の概念–分解(酵素を含む)、非対称化、およびキラル補助剤の使用

  • エノラート(ホウ素エノラートを含む)、エナミン、およびシリルエノールエーテルを介した炭素-炭素結合形成反応。

  • マイケル付加反応

  • C = O基への立体選択的付加(CramおよびFelkin-Anhモデル)

Unit 4: Pericyclic Reactions and Photochemistry

  • 電子環状、環状付加およびシグマトロピック反応
  • 軌道相関-FMOおよびPMO処理
  • アルケン、アレーン、カルボニル化合物の光化学
  • 光酸化と光還元
  • ジ-π-メタン再配列、バートン反応

Unit 5: Heterocyclic Compounds

  • Structure
  • Preparation
  • フランの性質と反応
  • Pyrrole
  • Thiophene
  • Pyridine
  • Indole
  • Quinolone
  • Isoquinoline

Unit 6: Biomolecules

  • Structure
  • 単糖類と二糖類の特性と反応
  • アミノ酸の物理化学的性質
  • ペプチドの化学合成
  • タンパク質の構造的特徴
  • 核酸
  • Steroids
  • Terpenoids
  • Carotenoids
  • Alkaloids

Unit 7: Spectroscopy

  • 有機分子の構造決定におけるUV-可視、IR、NMRおよび質量分析の応用

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