《結(jié)構(gòu)化學(xué)》課程教學(xué)大綱

1、結(jié)構(gòu)化學(xué)課程教學(xué)大綱（三年制專(zhuān)科.試行）課程編號(hào)：03110204課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)限選課適用專(zhuān)業(yè)：化學(xué)教育開(kāi)設(shè)學(xué)期：第 5 學(xué)期考核方式：開(kāi)卷一 、教學(xué)目的與任務(wù)通過(guò)量子力學(xué)的相關(guān)內(nèi)容的講解，讓同學(xué)們體會(huì)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)及分子的電性、磁性和分子光譜，并在此基礎(chǔ)上掌握用量子力學(xué)簡(jiǎn)單的解釋相關(guān)的狀態(tài)；進(jìn)而學(xué)習(xí)配位化合物的相關(guān)知識(shí)、分子對(duì)稱(chēng)性德知識(shí)和晶體的簡(jiǎn)單內(nèi)容；要求學(xué)生能夠用量子力學(xué)解釋簡(jiǎn)單的微觀體系，如單電子體系，共軛體系等。二、與其他專(zhuān)業(yè)課程的聯(lián)系與高等數(shù)學(xué)、量子力學(xué)、物理學(xué)、物理化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)等的相關(guān)知識(shí)聯(lián)系緊密；尤其是數(shù)學(xué)方面的知識(shí)更為重要。三、學(xué)時(shí)數(shù)及分配 本課程總學(xué)時(shí)為33（11

2、周，周課時(shí)3），其中課堂教學(xué)31學(xué)時(shí)，考核2學(xué)時(shí)。學(xué)時(shí)分配表章節(jié) 標(biāo)題學(xué)時(shí)分配測(cè)驗(yàn)習(xí)題 第1章量子力學(xué)基礎(chǔ)和原子結(jié)構(gòu)12 第2章共價(jià)鍵理論與分子結(jié)構(gòu) 6 第3章配位場(chǎng)理論和絡(luò)合物結(jié)構(gòu) 6 第4章分子的電性、磁性和分子光譜 3 第5章晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶化學(xué) 4 期末 2 四、教學(xué)內(nèi)容 第一章 量子力學(xué)基礎(chǔ)和原子結(jié)構(gòu)教學(xué)要求這部分知識(shí)是對(duì)量子力學(xué)基本概念、原理及思想方法進(jìn)行正確地描述和對(duì)原子中單電子運(yùn)動(dòng)的量子力學(xué)處理結(jié)果的意義的描述。教學(xué)內(nèi)容1、波粒二象性：德布羅意波的關(guān)系式；二象性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證晶體的電子衍射，不確定關(guān)系x, P所代表的意義及實(shí)物微粒的波粒二象性。2、波函數(shù)及物質(zhì)波的幾率解釋?zhuān)河貌ê瘮?shù)描

3、寫(xiě)態(tài)的必要性與可能性，波函數(shù)合格條件（連續(xù) 單值 有效），波函數(shù)的正交歸一性。3、定態(tài)薛定諤方程在直角坐標(biāo)系中的形式及各項(xiàng)的物理意義4、量子力學(xué)原理在簡(jiǎn)單體系中的應(yīng)用示例維勢(shì)箱粒子運(yùn)動(dòng)勢(shì)函數(shù)的特點(diǎn)與勢(shì)箱的概念。求解結(jié)果對(duì)之維勢(shì)箱的簡(jiǎn)單擴(kuò)展，特別是兩條基本規(guī)律.5、單電子原子氫原子（類(lèi)氫離子）的結(jié)構(gòu)：定核近似模型定態(tài)薛定諤方程在極坐標(biāo)中的形式求解偏微分方程的一般思想變數(shù)分離，以及變數(shù)分離的基本方法6、波函數(shù)及電子云的圖形表示及其物理意義電子云、等密度面，波函數(shù)角度分布的圖形表示及物理意義7、電子自旋 自旋波函數(shù)與自旋軌道； 泡利原理與多電子波函數(shù)8、根據(jù)電子殼層結(jié)構(gòu)解釋元素化學(xué)性質(zhì)的周期性變化9

4、、多電子原子的組態(tài)和電子填充原則 原子光譜的多重結(jié)構(gòu)光譜項(xiàng)的意義；Hund規(guī)則。原子的各個(gè)量子數(shù)的值和意義；光譜項(xiàng)及光譜支項(xiàng)的符號(hào)表示；基譜項(xiàng)的確定第二章 共價(jià)鍵理論與分子結(jié)構(gòu)教學(xué)要求以分子軌道理論和價(jià)鍵理論為基礎(chǔ)來(lái)認(rèn)識(shí)分子中化學(xué)鍵本質(zhì)；共軛分子結(jié)構(gòu)與HMO法；用HMO法對(duì)丁二烯和鏈烯烴的求解；對(duì)稱(chēng)性和群論的相關(guān)知識(shí)。教學(xué)內(nèi)容1、 線(xiàn)性變分法及其對(duì)H2+的處理步驟對(duì)H2+處理結(jié)果的能級(jí)公式及Sab、Haa、Hab特有函數(shù)形式及其物理意義，利用H2+的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的能量曲線(xiàn)，討論雙原子分子中電子運(yùn)動(dòng)。2、簡(jiǎn)單分子軌道理論LCAOMO成鍵三原則3、雜化軌道理論：雜化軌道概念，基本原則，主要性質(zhì)等性

5、雜化與非等性雜化4、離域鍵和共軛分子結(jié)構(gòu)軌道能、總能量和離域P鍵鍵能，離域能的計(jì)算5、分子圖各項(xiàng)含義及其計(jì)算6、原子簇化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)7、分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系對(duì)稱(chēng)操作和對(duì)稱(chēng)元素的概念及其相互關(guān)系，分子點(diǎn)群的的分類(lèi)，點(diǎn)群與分子的旋光性和偶極矩的關(guān)系。第三章 配位場(chǎng)理論和絡(luò)合物結(jié)構(gòu)教學(xué)要求配位化合物的晶體場(chǎng)理論和配位場(chǎng)理論及對(duì)配位化合物的不同特點(diǎn)的解釋?zhuān)环€(wěn)定化能的求解；高自旋和低自旋化合物的區(qū)別與聯(lián)系。教學(xué)內(nèi)容1、 絡(luò)合物價(jià)鍵理論共價(jià)與電價(jià)配鍵理論；內(nèi)軌與外軌配鍵理論2、晶體場(chǎng)理論和配位場(chǎng)理論d 軌道分裂的微觀機(jī)制，穩(wěn)定化能的求解；應(yīng)用晶體場(chǎng)理論對(duì)過(guò)渡金屬化合物進(jìn)行解釋。3、各種配鍵的性質(zhì)羰基

6、絡(luò)合物的性質(zhì)，絡(luò)合物的性質(zhì)，氮分子絡(luò)合物及其活化。第四章 分子的電性、磁性和分子光譜教學(xué)要求 通過(guò)分子的結(jié)構(gòu)的不同了解其電性、磁性；了解核磁共振與順磁共振的方法；了解分子光譜的相關(guān)知識(shí)。教學(xué)內(nèi)容1、偶極矩、極化率和分子結(jié)構(gòu)2、磁矩、磁化率和分子結(jié)構(gòu)3、核磁共振與順磁共振的大意4、分子能級(jí)與分子光譜及光譜實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介5、雙原子分子的轉(zhuǎn)動(dòng)光譜6、分子的電子光譜第五章 晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶化學(xué)教學(xué)要求點(diǎn)陣?yán)碚摷捌鋵?duì)各種晶體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的描述，是討論晶體結(jié)構(gòu)的一條主線(xiàn)。沿這一主線(xiàn)認(rèn)清晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、宏觀和微觀兩種對(duì)稱(chēng)性在晶體結(jié)構(gòu)中的關(guān)系。從晶體幾何構(gòu)型的特點(diǎn)，去認(rèn)識(shí)和解釋各類(lèi)晶體（金屬、離子、共價(jià)型晶體）的性質(zhì)。教

7、學(xué)內(nèi)容1、 晶體得點(diǎn)陣和點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)2、 點(diǎn)陣和平移對(duì)稱(chēng)的概念，晶體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)基元3、 晶面指標(biāo)及有理指數(shù)定律晶體結(jié)構(gòu)的描述，晶胞，晶胞參數(shù)，原子分?jǐn)?shù)座標(biāo)4、 32個(gè)晶體點(diǎn)群5、 晶體的對(duì)稱(chēng)操作，對(duì)稱(chēng)元素及符號(hào)，七個(gè)晶系及各晶系的特征對(duì)稱(chēng)元素6、 X-射線(xiàn)在晶體中的衍射，粉末法測(cè)定晶體結(jié)構(gòu)。7、 金屬鍵及金屬晶體8、 離子鍵及離子晶體 幾種典型結(jié)構(gòu)的幾何特點(diǎn)（負(fù)離子堆積方式點(diǎn)陣型式、正離子占空隙種類(lèi)，配位數(shù)比，分?jǐn)?shù)坐標(biāo)）：NaCl,CsCl,ZnS(立方).ZnS(六方)CaF29、 共價(jià)型晶體和混合鍵型晶體五、教學(xué)原則和方法（l）結(jié)構(gòu)化學(xué)課程的主要任務(wù)是介紹微觀體系的物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其理論知識(shí)和相關(guān)的應(yīng)用；其中前面為微觀體系的波函數(shù)求解以及點(diǎn)群知識(shí)的介紹，后面則側(cè)重對(duì)宏觀物質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行解釋?zhuān)M(jìn)而了解其結(jié)構(gòu)（2）結(jié)構(gòu)化學(xué)課程的教學(xué)，為很重要的專(zhuān)業(yè)課的相關(guān)課程，通過(guò)詳細(xì)的介紹能夠使學(xué)生對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)有很深的理解，達(dá)到知其然，也知其所以然。（3）要著重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和想象能力，使學(xué)生逐步學(xué)會(huì)分析、綜合、歸納、演繹、概括、類(lèi)比等重要思想方法，同時(shí)要重視培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考、創(chuàng)新和自學(xué)能力和動(dòng)手能力。六、教材與參考書(shū) 1、教材：結(jié)構(gòu)化學(xué)（第二版