结构化学教学大纲.doc

结构化学教学大纲一、本课程的目的和任务本课程为化学系各本科专业的一门重要基础课程，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，为后课程的学习打下必要的基础；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，分析和解决问题。二、本课程的基本要求本课程包括四部分的内容，各部分的内容和基本要求如下：1量子力学基础和原子结构 这部分内容在第一、二章中讲授。要求了解量子力学的基本假设，掌握氢原子的薛定谔方程及求解要点，提高对原子结构的认识，深入理解原子轨道的意义、性质和空间图象。了解多电子原子中心力场近似法及He原子的变分法处理，了解核外电子排布的依据，了解角动量的偶合及原子光谱的意义。2化学键理论和分子结构这部分内容主要在第三、五、六及十章中讲授。要求重点掌握化学键的三个基本理论：分子轨道理论、价键理论和配位场理论。其中第三章要求了解线性变分法处理H2+和H2，了解共价键本质及典型的双原子分子的电子排布。第五章要求掌握价键理论在多原子分子结构中的应用，了解价电子对互斥理论，了解SP杂化轨道的组成及键角公式。掌握HMO方法及其在共轭分子中的应用，了解前线轨道理论，了解范德华引力等分子间作用力的本质第六章要求掌握配位场理论在配合物结构中的应用，以及s - p 配键配合物和多原子 p 键配合物的结构。在第十章中了解非金属单质的结构，硼烷、氢的结构化学。3点阵理论和晶体结构。 这部分内容主要在第七、八、九章中讲授。要求掌握晶体周期性结构的特点及由此特点决定晶体的各种性质。了解单晶、多晶衍射法的基本原理，了解金属、离子化合物、分子化合物等各类晶体结构的基本型式及规律。 4分子性质及测定分子和晶体结构的实验方法。这部分内容主要在第三、四、五及七章中讲授。要求根据分子的几何构型确定分子所属的点群，了解群的表示和特征标表的意义。了解偶极矩、磁化率与分子结构的关系。要求着重了解分子光谱、核磁共振谱、X射线衍射等方法所依据的基本原理，以及这些方法在测定结构中的作用和应用范围，为了解与掌握现代化学中的重要实验方法打下初步的基础。三、讲授大纲、实习内容及学时安排本课程安排讲授学时，附有“*”的内容不作要求。绪论 结构化学课程的任务、内容和学习方法第一章 量子力学基础知识（课堂讲授学时）1 微观粒子的运动特征 2 量子力学基本假设3 角动量本征方程及其解4 箱中粒子的Schrodinger方程及其解第二章 原子的结构和性质（课堂讲授学时）1 单电子原子的薛定谔方程及其解2 量子数及其意义3 波函数和电子云的图形4 多电子原子的结构5 元素周期表与元素周期性质6 原子光谱第三章 双原子分子的结构和性质（课堂讲授学时）1 H2+的结构和共价键的本质2 分子轨道理论3 同核双原子分子的结构4 异核及双原子分子的结构5 H2分子的结构和价键理论6 分子光谱7 光电子能谱第四章 分子的对称性（课堂讲授学时）1 对称操作和对称元素2 对称操作群与对称元素的组合3 分子的点群4 分子的偶极矩和极化率5 分子的对称性和旋光性*6 群的表示第五章 多原子分子的结构和性质（课堂讲授学时） l 价电子对互斥理论（VSEPR） 2 杂化轨道理论和离域分子轨道理论 3 休克尔分子轨道法（HMO法） 4 离域键和共轭效应 5 分子轨道对称性和反应机理 6 硼烷及其有关化合物的结构 7 非金属元素的结构特征 8 共价键的键长和键能第六章 配位化合物的结构和性质（课堂讲授学时）l.配位场理论要点2.-配键与有关配合物的结构和性质3.原子簇化合物的结构与性质*4 物质的磁性和磁共振第七章 次级键及超分子结构化学 （课堂讲授学时）1. 键价和键的强度 2.氢的结构化学3.非氢键型次级键4 范德华力和范德华半径 5 分子的形状和大小 6 超分子结构化学第八章 晶体的点阵结构和晶体的性质（课堂讲授学时）1 晶体结构的周期性和点阵2 晶体的对称性3 晶体的结构的表达和应用4 晶体的点群和群符号5 晶体的X射线衍射原理第九章 金属的结构和性质（课堂讲授学时）1 金属的性质和金属键2 球的密堆积和金属单质的结构3 合金的结构和性质4 固体表面的结构和性质5 准晶66 非晶态合金第十章 离子化合物的结构化学（课堂讲授学时）1 离子键和点阵能2 离子半径3 离子配位多面体及其连接方式4 若干典型离子化合物的结构*5 硅酸盐的结构化学四、推荐教学参考书1周公度、段连运：结构化学基础， 北京大学出版社，2002年，第三版。2徐光宪、王祥云：物质结构，高等教育出版社，1987年，第二版。3潘道皑、赵成大和郑载兴:物质结构，高等教育出版社，1989年，第二版4. L. Pauling, EB Wilson 陈洪生译，量子力学导论，科学出版社，19645. 谢有畅，邰美成，结构化学，人民教育出版社, 19836. 何福诚，朱正和，结构化学，高等教育出版社, 19847. 张乾二，林连堂，王南钦，休克尔矩阵图形方法，科学出版社, 19838. Cotton著：群论在化学中的应用，福建科技出版社, 19999. M, Karplus & R. N. Porter: Atom Molecules10. U. Mller .Inorganic Structural Chemistry, Iohn Wilery & Sons Ltd, 199311. M. Ladd. Introduction to physical chemistry 3rd Edition , Cambridge University Press , 199812. W. L. Bragg , Atomic Structure of minerals13. 冯端等：金属物理学 (第一册) 科学出版社 , 200014. 周公度:无机结构化学,科学出版社, 198215. L. Pauling 著，卢嘉锡等译，化学键本质（第三版），上海科技出版社, 1981考试成绩分布平时成绩(作业)：10%结构小论文：10