《结构化学》教学大纲.pdf

1 结构化学 教学大纲 结构化学 教学大纲 学时 54 学时 学分 3 学分 理论学会时 54 实验学时 0 适用专业 应用化学 材料化学 课程号 BF001005 大纲执笔人 周 杰 大纲审定人 路福绥 一 说明 一 说明 1 课程的性质 地位和任务 结构化学是研究原子 分子和晶体的微观结构 研究原子和分子运动规律 研究物 质的结构和性能关系的科学 是化学的一个重要分支 这里所指的结构和运动规律 涉及 原子和分子层次的空间排布 涉及微观粒子所遵循的量子力学规律 它包括原子中电子的 分布和能级组合 分子的化学组成 分子的空间构型和构象 分子中电子的分布 化学键 的性质和分子的能量状态 晶体中原子的空间排布 晶体的能量状态等内容 结构化学根 据结构决定性能 性能反应结构的基本原则 探讨物质的结构与性能间的关系 本课程主 要探讨物质的静态结构 其任务是使学生掌握微观物质运动的基本规律 获得原子 分子 及晶体结构的基本理论 基础知识 了解物质的结构与性能关系 了解研究分子和晶体结 构的近代物理方法的基本原理 加深对前修课程 如无机化学 有机化学等的有关内容的 理解 为后续课程的学习打下必要的基础 2 课程教学的基本要求和目的 本课程适宜安排在修完高等数学 大学物理 无机化学等有关基础课课程之后开设 内容上注意与无机化学的衔接和数学 物理结论的应用 并避免不必要的重复 通过本课 程的学习 培养学生能从物质结构与物质性质 性能 相互关系的基本规律出发 提高分 析和解决问题的能力 要求教师在备课过程中 广泛阅读有关资料 紧跟学科的发展 随 时补充新的内容 使学生了解本学科的重要进展和发展前沿 3 课程教学方法及改革 在有限的学时内 尽可能传授给学生有关本学科的知识 运用多媒体等现代化教学手 段 加强教学方法的启发性 针对性和实效性 将 接受学习 和 发现学习 有机结合 起来 改 单向式 为 双向式 使学生变 被动 为 主动 引导学生由 学会 到 会学 和 会用 注重培养学生获取知识的能力和创新意识 二 教学大纲内容 二 教学大纲内容 2 附有 的内容不作要求 绪论 1 学时 绪论 1 学时 1 结构化学课程的任务 2 结构化学的内容 3 学习方法 第一章 量子力学基础知识 6 学时 第一章 量子力学基础知识 6 学时 1 1 微观粒子的运动特征 1 2 量子力学基本假设 1 3 角动量本征方程及其解 1 4 薛定谔方程及其解 重点 量子力学的基本假设 氢原子的薛定谔方程及求解要点 难点 氢原子的薛定谔方程求解要点 第二章 原子的结构和性质 8 学时 第二章 原子的结构和性质 8 学时 2 1 单电子原子的薛定谔方程及其解 2 2 量子数及其意义 2 3 波函数和电子云的图形 2 4 多电子原子的结构 2 5 元素周期表与元素周期性质 2 6 原子光谱 重点 原子结构的认识 原子轨道的意义 性质和空间图象 波函数和电子云的图形 和原子光谱项 难点 多电子原子中心力场近似法及 He 原子的变分法处理 第三章 双原子分子的结构和性质 8 学时 第三章 双原子分子的结构和性质 8 学时 3 1 H2 的结构和共价键的本质 3 2 分子轨道理论双原子分子的结构 3 3 异核及双原子分子的结构 3 4 H2分子的结构和价键理论 3 5 分子光谱 3 6 光电子能谱 重点 分子轨道理论 价键理论 分子光谱 线性变分法处理H2 和H2 共价键本质及 典型的双原子分子的电子排布 难点 线性变分法处理H2 和H2 分子轨道理论 3 第四章 分子的对称性 7 学时 第四章 分子的对称性 7 学时 4 1 对称操作和对称元素 4 2 对称操作群与对称元素的组合 4 3 分子的点群 4 4 分子的偶极矩和极化率 4 5 分子的对称性和旋光性 4 6 群的表示 重点 对称操作与对称元素组合 分子点群 分子对称性 偶极矩和极化率 难点 分子的点群 第五章 多原子分子的结构和性质 7 学时 第五章 多原子分子的结构和性质 7 学时 5 l 价电子对互斥理论 VSEPR 5 2 杂化轨道理论和离域分子轨道理论 5 3 HMO 法 5 4 离域键和共扼效应 5 5 分子轨道对称性和反应机理 5 6 共价键的键长和键能 5 7 分子间作用力和分子形状 5 8 核磁共振谱 重点 价电子对互斥理论 VSEPR 杂化轨道理论和离域分子轨道理论 HMO 方法 及其在共轭分子中的应用 前线轨道理论 范德华引力等分子间作用力的本质 难点 HMO 方法及其在共轭分子中的应用 前线轨道理论 第六章 配位化合物的结构和性质 5 学时 第六章 配位化合物的结构和性质 5 学时 6 l 配位场理论要点 6 2 配键与有关配合物的结构和性质 6 3 原子簇化合物的结构与性质 重点 配位场理论在配合物结构中的应用 以及 配键配合物和多原子 键配 合物的结构 难点 原子簇化合物的结构与性质 第七章 晶体的点阵结构和晶体的性质 6 学时 第七章 晶体的点阵结构和晶体的性质 6 学时 7 1 晶体结构的周期性和点阵 4 7 2 晶体的对称性 7 3 晶体的结构表达和应用 7 4 晶体的点群和群符号 7 5 晶体的 X 射线衍射原理 重点 晶体的对称性 晶体的结构的表达和应用 晶体的点群和群符号 晶体的 X 射线衍射原理 难点 晶体的结构的表达和应用 晶体的 X 射线衍射原理 第八章 金属的结构和性质 2 学时 第八章 金属的结构和性质 2 学时 8 1 金属的性质和金属键 8 2 球的密堆积和金属单质的结构 8 3 合金的结构和性质 重点 金属的性质和金属键 难点 球的密堆积和金属单质的结构 第九章 离子化合物的结构化学 2 学时 第九章 离子化合物的结构化学 2 学时 9 1 离子键和点阵能 9 2 离子半径 9 3 离子配位多面体及其连接方式 9 4 若干典型离子化合物的结构 9 5 硅酸盐的结构化学 重点 离子键 离子半径 点阵能和典型离子化合物的结构 难点 点阵能的计算 第十章 非金属元素的结构化学 2 学时 第十章 非金属元素的结构化学 2 学时 10 l 非金属元素的结构特征 10 2 硼烧及其有关化合物的结构 10 3 氢的结构化学 三 本课程考试方法 三 本课程考试方法 采用闭卷和开卷相结合的办法考核学生掌握知识的情况和运用所学知识去分析问题 解决问题的能力 成绩评定包括小测验 提问和发问 小结 作业 设计方案 综述论文 期中考试和期末考试 在教与学两方面把 过程 与 终结 有机地结合起来 四 教材与主要参考书 四 教材与主要参考书 5 教材 周公度 段连运 结构化学基础 北京大学出版社 1996 年 第二版 参考资料 1 夏少武 简明