《結(jié)構(gòu)化學(xué)》課程教學(xué)大綱

第頁(yè)《結(jié)構(gòu)化學(xué)》課程教學(xué)大綱課程編號(hào)：20911008總學(xué)時(shí)數(shù)：48總學(xué)分?jǐn)?shù)：3課程性質(zhì)：專業(yè)必修課適用專業(yè)：化學(xué)一、課程的任務(wù)和基本要求：結(jié)構(gòu)化學(xué)是研究原子、分子和晶體結(jié)構(gòu)，以及結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的一門基礎(chǔ)科學(xué)，是在物理化學(xué)解決反應(yīng)方向、限度和數(shù)率問題的基礎(chǔ)上，解決反應(yīng)本質(zhì)問題的科學(xué)，是培養(yǎng)跨世紀(jì)化學(xué)、化工、生命科學(xué)高素質(zhì)專門人才知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力的重要組成部分。本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生樹立“結(jié)構(gòu)化學(xué)”的觀點(diǎn)，了解結(jié)構(gòu)化學(xué)研究和解決問題的方法，并掌握結(jié)構(gòu)化學(xué)的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)，從而為以后的學(xué)習(xí)和師范教育工作打下必要的結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)。二、基本內(nèi)容和要求：緒論教學(xué)內(nèi)容：結(jié)構(gòu)化學(xué)的研究對(duì)象、學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法；教學(xué)要求：了解結(jié)構(gòu)化學(xué)的研究對(duì)象和具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容，明確結(jié)構(gòu)化學(xué)對(duì)了解反應(yīng)本質(zhì)，發(fā)現(xiàn)、合成和提取符合人類一定需要的新物質(zhì)，以及推動(dòng)化學(xué)學(xué)科發(fā)展等多方面的作用。并注重理論聯(lián)系實(shí)際，擺脫宏觀現(xiàn)象和傳統(tǒng)觀念的束縛，學(xué)會(huì)抽象思維和數(shù)學(xué)工具有應(yīng)用。第1章量子力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容：1.1量子力學(xué)產(chǎn)生的背景1.2量子力學(xué)基本原理1.3量子力學(xué)基本原理的簡(jiǎn)單應(yīng)用教學(xué)要求：了解微觀粒子（主要是電子）的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，用波函數(shù)描述電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因及波函數(shù)的物理意義；掌握能量算符的寫法，理解波函數(shù)的合格條件，熟練掌握用量子力學(xué)處理一維勢(shì)箱粒子的方法，并熟記其結(jié)論。第2章原子結(jié)構(gòu)和原子光譜教學(xué)內(nèi)容：2.1單電子原子的薛定諤方程及解2.2角量子數(shù)和磁量子數(shù)的物理意義2.3多電子原子的結(jié)構(gòu)與原子軌道2.4電子的自旋2.5原子的狀態(tài)和原子光譜教學(xué)要求：理解薛定諤方程求解的基本思想，了解復(fù)函數(shù)與實(shí)函數(shù)解的關(guān)系；明確四個(gè)量子數(shù)的來(lái)歷、合理組合及物理含義；熟悉波函數(shù)角度分布圖、電子云角度分布圖、電子云圖、徑向向布函數(shù)圖等圖形所能說明的問題；多電子波函數(shù)與單電子波函數(shù)的不同；屏蔽效應(yīng)，鉆導(dǎo)效應(yīng)及其結(jié)果；掌握多電子原子核外電子的排布規(guī)律。掌握對(duì)氫原子光譜的分析。第3章分子的對(duì)稱性和點(diǎn)群教學(xué)內(nèi)容：3.1對(duì)稱操作與對(duì)稱元素3.2分子點(diǎn)群3.3分子的對(duì)稱性和分子的物理性質(zhì)教學(xué)要求：掌握對(duì)稱軸、對(duì)稱面、對(duì)稱中心、旋轉(zhuǎn)軸的基本概念及相應(yīng)的對(duì)稱操作；了解群和分子點(diǎn)群的定義及分子點(diǎn)群的分類和確定方法；了解分子的偶極矩和分子旋光性的概念和用途。第4章雙原子分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教學(xué)內(nèi)容：4.1氫分子離子4.2分子軌道理論4.3分子軌道的類型、符號(hào)和能級(jí)順序4.4雙原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)4.5價(jià)健理論簡(jiǎn)介教學(xué)要求：掌握氫分子離子的線性變分法處理；了解分子軌道理論的基本要求，了解軌道類型、符號(hào)和能級(jí)順序，討論雙原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。第5章多原子分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教學(xué)內(nèi)容：5.1飽和分子的離域、定域軌道和雜化軌道理論5.2共軛分子結(jié)構(gòu)與HMO法5.3缺電子分子與多中心鍵教學(xué)要求：理解1飽和分子的離域、定域軌道的意義；理解雜化軌道理論的基本思想，了解SP3、SP2、SP雜化軌道的組成、空間取向以及成鍵能力的大小，學(xué)會(huì)判斷等性雜化和不等性雜化。學(xué)會(huì)用休分子軌道處理離域鍵，并掌握求算電荷密度、自由價(jià)、鍵級(jí)的方法及分子圖表示和分子圖的應(yīng)用。第6章配位化合物和簇化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教學(xué)內(nèi)容：6.1晶體場(chǎng)理論6.2絡(luò)合物的分子軌道理論初步介紹教學(xué)要求：理解晶體場(chǎng)理論的基本要點(diǎn)，掌握用晶體場(chǎng)理論處理絡(luò)合物分子的方法；對(duì)中央離子的d電子能進(jìn)行排布、能解釋絡(luò)合物分子的穩(wěn)定性、磁性、姜-泰勒效應(yīng)。第7章晶體結(jié)構(gòu)的點(diǎn)陣?yán)碚摻虒W(xué)內(nèi)容：8.1晶體結(jié)構(gòu)的周期性和點(diǎn)陣概念8.2十四種空間點(diǎn)陣型式8.3空間點(diǎn)陣與晶體8.4晶體的宏觀對(duì)稱性8.5X射線衍射法8.6金屬鍵和金屬的一般性質(zhì)8.7離子晶體的點(diǎn)陣能計(jì)算和離子半徑教學(xué)要求：掌握晶體結(jié)構(gòu)的周期性和點(diǎn)陣基本概念；了解布拉維法則及十四種空間點(diǎn)陣型式；了解空間點(diǎn)陣的作用；了解晶體的宏觀對(duì)稱元素與對(duì)稱操作；熟悉X射線衍射法的衍射原理，了解布拉格方程式；掌握金屬鍵和金屬的一般性質(zhì)；能夠計(jì)算點(diǎn)陣能和離子半徑。三、實(shí)踐環(huán)節(jié)和要求：無(wú)四、教學(xué)時(shí)數(shù)分配：理論：48實(shí)驗(yàn)：無(wú)上機(jī)：無(wú)其它：無(wú)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配緒論1學(xué)時(shí)量子力學(xué)基礎(chǔ)6學(xué)時(shí)原子結(jié)構(gòu)和原子光譜8學(xué)時(shí)分子的對(duì)稱性和點(diǎn)群5學(xué)時(shí)雙原子分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)7學(xué)時(shí)多原子分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)7學(xué)時(shí)配位化合物和簇化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)5學(xué)時(shí)晶體結(jié)構(gòu)的點(diǎn)陣?yán)碚?學(xué)時(shí)合計(jì)48學(xué)時(shí)五、其它項(xiàng)目：無(wú)六、有關(guān)說明：1、教學(xué)和考核方式：本課程屬考試課，考試方式為閉卷。平時(shí)占30%，考試占70%2、習(xí)題：課后習(xí)題（每次布置2-4題）3、能力培養(yǎng)要求：本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生樹立“結(jié)構(gòu)化學(xué)”的觀點(diǎn)，了解結(jié)構(gòu)化學(xué)研究和解決問題的方法，并掌握結(jié)構(gòu)化學(xué)的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)，從而為以后的學(xué)習(xí)和工作打下必要的結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)。4、與其它課程和教學(xué)環(huán)節(jié)的聯(lián)系：先修課程和教學(xué)環(huán)節(jié)：高等數(shù)學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、大學(xué)物理后續(xù)課程和教學(xué)環(huán)節(jié)：化工原理儀器分析平行開設(shè)課程和教學(xué)環(huán)節(jié)：物理化學(xué)5、教材和主要參考書目：（1）教材：結(jié)構(gòu)化學(xué)