结构化学课程教学大纲.doc

结构化学课程教学大纲（三年制专科.试行）课程编号：03110204课程性质：专业限选课适用专业：化学教育开设学期：第 5 学期考核方式：开卷一 、教学目的与任务通过量子力学的相关内容的讲解，让同学们体会物质微观结构的相关知识及分子的电性、磁性和分子光谱，并在此基础上掌握用量子力学简单的解释相关的状态；进而学习配位化合物的相关知识、分子对称性德知识和晶体的简单内容；要求学生能够用量子力学解释简单的微观体系，如单电子体系，共轭体系等。二、与其他专业课程的联系与高等数学、量子力学、物理学、物理化学、无机化学等的相关知识联系紧密；尤其是数学方面的知识更为重要。三、学时数及分配 本课程总学时为33（11周，周课时3），其中课堂教学31学时，考核2学时。学时分配表章节 标题学时分配讲授.复习测验习题 第1章量子力学基础和原子结构12 第2章共价键理论与分子结构 6 第3章配位场理论和络合物结构 6 第4章分子的电性、磁性和分子光谱 3 第5章晶体结构与结晶化学 4 期末 2 四、教学内容 第一章 量子力学基础和原子结构教学要求这部分知识是对量子力学基本概念、原理及思想方法进行正确地描述和对原子中单电子运动的量子力学处理结果的意义的描述。教学内容1、波粒二象性：德布罗意波的关系式；二象性的实验验证晶体的电子衍射，不确定关系x, P所代表的意义及实物微粒的波粒二象性。2、波函数及物质波的几率解释：用波函数描写态的必要性与可能性，波函数合格条件（连续 单值 有效），波函数的正交归一性。3、定态薛定谔方程在直角坐标系中的形式及各项的物理意义4、量子力学原理在简单体系中的应用示例维势箱粒子运动势函数的特点与势箱的概念。求解结果对之维势箱的简单扩展，特别是两条基本规律.5、单电子原子氢原子（类氢离子）的结构：定核近似模型定态薛定谔方程在极坐标中的形式求解偏微分方程的一般思想变数分离，以及变数分离的基本方法6、波函数及电子云的图形表示及其物理意义电子云、等密度面，波函数角度分布的图形表示及物理意义7、电子自旋 自旋波函数与自旋轨道； 泡利原理与多电子波函数8、根据电子壳层结构解释元素化学性质的周期性变化9、多电子原子的组态和电子填充原则 原子光谱的多重结构光谱项的意义；Hund规则。原子的各个量子数的值和意义；光谱项及光谱支项的符号表示；基谱项的确定第二章 共价键理论与分子结构教学要求以分子轨道理论和价键理论为基础来认识分子中化学键本质；共轭分子结构与HMO法；用HMO法对丁二烯和链烯烃的求解；对称性和群论的相关知识。教学内容1、 线性变分法及其对H2+的处理步骤对H2+处理结果的能级公式及Sab、Haa、Hab特有函数形式及其物理意义，利用H2+的基态和激发态的能量曲线，讨论双原子分子中电子运动。2、简单分子轨道理论LCAOMO成键三原则3、杂化轨道理论：杂化轨道概念，基本原则，主要性质等性杂化与非等性杂化4、离域键和共轭分子结构轨道能、总能量和离域P键键能，离域能的计算5、分子图各项含义及其计算6、原子簇化合物的结构与性质7、分子的结构与性质的关系对称操作和对称元素的概念及其相互关系，分子点群的的分类，点群与分子的旋光性和偶极矩的关系。第三章 配位场理论和络合物结构教学要求配位化合物的晶体场理论和配位场理论及对配位化合物的不同特点的解释；稳定化能的求解；高自旋和低自旋化合物的区别与联系。教学内容1、 络合物价键理论共价与电价配键理论；内轨与外轨配键理论2、晶体场理论和配位场理论d 轨道分裂的微观机制，稳定化能的求解；应用晶体场理论对过渡金属化合物进行解释。3、各种配键的性质羰基络合物的性质，络合物的性质，氮分子络合物及其活化。第四章 分子的电性、磁性和分子光谱教学要求 通过分子的结构的不同了解其电性、磁性；了解核磁共振与顺磁共振的方法；了解分子光谱的相关知识。教学内容1、偶极矩、极化率和分子结构2、磁矩、磁化率和分子结构3、核磁共振与顺磁共振的大意4、分子能级与分子光谱及光谱实验简介5、双原子分子的转动光谱6、分子的电子光谱第五章 晶体结构与结晶化学教学要求点阵理论及其对各种晶体点阵结构的描述，是讨论晶体结构的一条主线。沿这一主线认清晶体结构的特点、宏观和微观两种对称性在晶体结构中的关系。从晶体几何构型的特点，去认识和解释各类晶体（金属、离子、共价型晶体）的性质。教学内容1、 晶体得点阵和点阵结构2、 点阵和平移对称的概念，晶体的点阵结构、结构基元3、 晶面指标及有理指数定律晶体结构的描述，晶胞，晶胞参数，原子分数座标4、 32个晶体点群5、 晶体的对称操作，对称元素及符号，七个晶系及各晶系的特征对称元素6、 X-射线在晶体中的衍射，粉末法测定晶体结构。7、 金属键及金属晶体8、 离子键及离子晶体 几种典型结构的几何特点（负离子堆积方式点阵型式、正离子占空隙种类，配位数比，分数坐标）：NaCl,CsCl,ZnS(立方).ZnS(六方)CaF29、 共价型晶体和混合键型晶体五、教学原则和方法（l）结构化学课程的主要任务是介绍微观体系的物质结构及其理论知识和相关的应用；其中前面为微观体系的波函数求解以及点群知识的介绍，后面则侧重对宏观物质的结构进行解释，进而了解其结构（2）结构化学课程的教学，为很重要的专业课的相关课程，通过详细的介绍能够使学生对化学结构有很深的理解，达到知其然，也知其所以然。（3）要着重培养学生的逻辑思维能力和想象能力，使学生逐步学会分析、综合、归纳、演绎、概括、类比等重要思想方法，同时要重视培养学生的独立思考、创新和自学能力和动手能力。六、教材与参考书 1、教材：结构化学（第二版