无机化学教学大纲.doc

无机化学教学大纲课程编号：06098017学 时：102 学 分：6 开课对象：化学专业本科生课程类别：专业必修课英文译名：Inorganic Chemistry一、课程的任务和目的无机化学是高等院校化学专业一门重要的专业基础课。他对学生专业课的学习起到承前启后的作用，是后续分析化学、有机化学、物理化学的基础。无机化学是新生入学以后的一门专业课程，在教学中要重视基本理论知识、基本概念的教学和运用，注重元素及其化合物的性质、结构和在现实的应用，注重理论与实际相结合。无机化学课程设置的目的是：使学生掌握无机化学中的基本原理和基础知识，即：宏观、微观知识以及元素的相关知识。使学生掌握化学热力学、化学平衡、酸碱、沉淀、氧化还原、配位平衡的理论知识和运用，掌握原子结构、分子结构的微观知识；掌握重要元素、化合物的主要性质、反应和用途。注意培养学生对知识的理解能力和运用能力，注重对学生的科学思维能力、自学能力的培养，使学生逐步掌握科学的学习方法和独立摄取知识的能力，为以后的学习和将来的工作打下一个良好的基础。二、课程的内容与基本要求要求：无机化学是由基础理论和元素化学两部分组成。基础理论包括元素周期律、原子和分子结构、化学热力学初步、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液、氧化还原和配位化学。元素化学主要掌握主族元素中典型的金属和非金属的单质及其重要的化合物的制备、性质和用途，以及第一过渡系的金属及其重要化合物的制备、性质和用途等丰富的化学知识。这两部分内容互有联系。学好基础理论，有利于理解众多的化学事实，解释一些实验现象，从理论上阐明各种元素及其化合物性质的变化规律。有了丰富的化学知识，才能深化对理论的认识，因此，在学习时，必须注意理论联系实际，理论在实际中的应用。注重基本理论、基本概念、基本计算的教学。内容：绪 论1化学是研究物质变化的科学2化学发展简史3无机化学研究的对象4化学的主要分支5无机化学的任务6无机化学学习中的方法和注意问题第一篇 化学热力学和化学动力学基础第一章 化学热力学基础1化学热力学的研究对象和基本概念2热力学第一定律3热化学焓变、等压和等容条件下反应热的关系、盖斯定律、几种反应热效应（标准生成热、燃烧热等），注意知识的应用4反应的方向性5熵和热力学第三定律6吉布斯自由能与化学反应的方向性7化学热力学的应用第二章 化学平衡常数1化学反应的可逆性与化学平衡2化学平衡常数化学平衡常数的书写、经验平衡常数、标准平衡常数以及标准平衡常数与反应方向的关系3标准平衡常数K与rGm的关系化学反应等温式等4化学平衡的移动浓度、压力、温度对平衡的影响第三章 化学动力学基础1化学反应速率的定义及其表示方法2影响化学反应速率的因素浓度、温度和催化剂的影响；利用速率方程进行计算等3反应历程基元反应、反应分子数等4反应速率理论简介碰撞理论、过渡状态理论 第二篇 物质结构基础 第四章 原子结构与元素周期系1道尔顿原子论2相对原子质量（原子量）元素、原子序数和元素符号、核素、同位素和同位素丰度等3原子的起源和演化4原子结构的波尔行星模型氢原子光谱、玻尔理论5氢原子结构（核外电子运动）的量子力学模型微观粒子的波粒二象性、测不准原则、氢原子量子力学模型等6核外电子运动状态波函数（径向分布、角度分布）、电子云、径向分布函数、四个量子数以及相互关系和应用7基态原子电子组态（电子排布）多电子能级、屏蔽效应、钻穿效应、核外电子排布原则、核外电子层结构与元素周期系8元素周期系构造原理、基态原子电子组态9元素周期性原子半径、电离能、电子亲合能、电负性、氧化态用模型（原子轨道）s、p、d原子轨道模型和立体图片，介绍在空间的伸展和形状、对称轴、节面等第五章 分子结构1路易斯结构式 2共价键理论价键理论、共价键本质和特点、共价键的种类等、3杂化轨道理论杂化轨道理论要点及应用，介绍sp、sp2、sp3杂化4价层电子对互斥（VSEPR）理论理论要点及应用5共轭大键6等电子体原理7分子轨道理论简单双原子分子的分子轨道能级图、键级、分子的磁性8共价分子的性质共价半径、键能、键角、键长、键的极性与分子极性9分子间力三种分子间力及举例，氢键通过模型和图片使学生建立一定的空间概念第六章 晶体结构1晶体离子的宏观特性和微观特征2晶胞晶胞的基本特征、14种布拉维点阵型式等3金属晶体金属键、金属晶体的堆积模型4离子晶体离子、离子键、晶格能、离子晶体结构模型5分子晶体与原子晶体分子晶体，原子晶体第七章 配合物1配位化合物的基本概念配合物的组成和特点、分类、中心原子、配体、配位数、命名；2配合物异构现象与立体结构结构异构、几何异构、对应异构3配合物的价键理论4配合物的晶体场理论晶体场分裂能、成对能、自旋态、稳定化能等充分利用模型和图片，说明立体构型和异构现象第三篇 水溶液化学原理第八章 水溶液1溶液的浓度和溶解度溶液浓度的表示方法和计算、溶解度、相似相溶原理2非电解质溶液的通性（依数性）溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点下降和溶液的渗透压3电解质溶液第九章 酸碱平衡1酸碱理论的发展酸碱质子理论：酸碱的概念、酸碱反应、酸碱两性物质、酸碱强弱等2弱酸、弱键的离解平衡一元分子酸碱的理解、多元酸碱的理解、离子酸碱的理解（盐类的水解）、3水的离子积和pH水的离解反应及水的离子及常数、4酸碱指示剂变色范围等及应用5缓冲溶液同离子效应、缓冲原理、缓冲溶液的pH值、缓冲溶液的配置和应用演示实验（缓冲溶液）通过实验说明同离子效应、缓冲原理第十章 沉淀溶解平衡1难溶性强电解质的沉淀溶解平衡溶度积常数、溶度积原理、溶度积和溶解度、同离子效应等3沉淀溶解平衡的的移动沉淀的生成和溶解、沉淀的转化、分步沉淀等及应用演示实验通过实验说明沉淀的生成和溶解、转化等第十一章 电化学基础1氧化还原的基本概念氧化剂、还原剂、氧化还原半反应等2氧化还原反应方程式的配平主要介绍离子电子法配平反应式3原电池原电池、电池电动势、电极的分类、电池符号等 4电极电势电极电势的产生、标准电极电势、影响电极电势的因素等（能斯特方程）及应用；氧化还原反应进行的程度等5元素的电势图及应用元素电势图、pH电势图等6实用电池酸性电池、碱性电池、燃料电池、蓄电池等7电解知识简介电解池与原电池的区别、分解电压等演示实验（原电池、浓度的影响）原电池的组成、盐桥的作用；浓度、酸度对氧化还原能力的影响第十二章 配位平衡1配位化合物的稳定常数配合物的稳定常数和不稳常数、配离子的逐级形成常数2影响配位化合物在溶液中的稳定性的因素中心原子的结构和性质的影响、配体性质的影响3配合物的性质溶解度、氧化与还原、酸碱性4配位化合物的重要性配合物在无机和分析化学中的应用、配合催化、在生物学中的应用演示实验（配合物的生成）以硫酸四氨和铜（）配离子的生成实验证明配合物的生成；强酸强碱对配位平衡的影响，酸碱、沉淀对配位反应的影响，配离子的生成对氧化还原性的影响；配离子向螯合物的转化第四篇 元素化学（一）非金属第十三章 氢和稀有气体1氢氢的分布、氢的成键特性2氢的性质和用途氢的性质和用途、氢的制备、氢能源3稀有气体通性和用途、稀有气体化合物、稀有气体化合的结构第十四章 卤 素1卤素的通性卤素的成键特性、卤素的元素电势图及应用2卤素在自然界中的分布和发现简介3卤素单质的物理化学性质及制备4卤素化合物（不含氧的化合物）卤化氢的性质和制备、卤化物和卤素互化物5卤素的氧化物卤素氧化物和含氧酸盐的性质：氧化还原性、稳定性、酸性以及影响因素6拟卤素和拟卤化合物7砹的化学第十五章 氧族元素1氧族元素的通性通性、分布、氧族元素发现简介2氧及其化合物氧气单质、氧化物、臭氧、过氧化氢等3硫和它的化合物单质、硫形成化合物时的价键特征、硫的制备、性质和用途；硫化物、硫的氧化物、硫属的含氧酸；硫的其他化合物4硒和碲第十六章 氮族元素1氮族元素的通性通性、分布、氮族元素发现简介2氮和它的化合物氮的成键特性和价键结构、氮的氢化物、含氧化合物、卤化物3磷和它的化合物磷的成键特性和价键结构、磷的氢化物、含氧化合物、卤化物、硫化物4砷单质、砷的化合物5锑、铋第十七章 碳族元素1碳族元素的通性通性、分布、碳族元素发现简介2碳单质、氧化物、氢化物、卤化物、硫化物；碳含氧酸及其盐3硅单质硅的性质、制备和用途，硅烷、硅的卤化物和氟硅酸盐、硅的含氧化合物4硼硼原子的成键特征、单质硼、硼的氢化物和硼氢配合物、硼的卤化物和含氧化物等5碳化物、硅化物和硼化物离子型化合物、共价性化合物、间隙型（金属型）化合物第十八章 非金属元素小结1非金属单质的结构和性质非金属单质的结构和物理性质、非金属单质的化学反应2分子型氢化物热稳定性、还原性、水溶液酸碱性和无氧酸的强弱3含氧酸最高氧化态氢氧化物的酸碱性、含氧酸及其酸根的结构、含氧酸的强度4非金属含氧酸盐的某些性质溶解性、水解性、热稳定性、含氧酸及其盐的氧化还原性5P区元素的次级周期性第二周期p区元素的特殊性、第四周期p区元素的不规则性 第五篇 元素化学（二）金属第十九章 金属通论1概述2金属的提炼金属还原过程的热力学、工业上冶炼金属的一般方法、金属的精炼3金属的物理性质和化学性质4合金低共熔混合物、金属固溶体、金属化合物第二十章 s区元素（碱金属和碱土金属）1碱金属和碱土金属的通性通性和元素发现介绍2碱金属和碱土金属的单质物理性质和化学性质、制备方法简介3碱金属和碱土金属的化合物氧化物、氢氧化物、氢化物、盐类、配合物第二十一章 p区金属1P区金属概述2铝、镓分族铝及其化合物、周期表中的对角线关系，镓分族3锗分族锗、锡、铅的存在和冶炼、锗、锡、铅的单质和化合物4锑和铋锑和铋的单质和化合物5钋6p区金属6s2电子的稳定性第二十二章 ds区元素1铜族元素铜族元素通性、单质的物理化学性质、铜族元素重要的化合物，第一主族元素和第一副族元素性质比较2锌族元素锌族元素概述、单质的物理化学性质、锌族元素重要的化合物，锌的生物作用和含镉、汞废水的处理，第二主族元素和第二副族元素性质比较第二十三章 d区金属（一）第四周期d区金属1引 言2第一过渡系元素的基本性质金属的性质、氧化态、氧化还原稳定性、最高氧化态氧化物及其水合氧化物的酸碱性，配位性、水合离子的颜色和含氧酸根颜色，磁性及催化性3钪4钛存在状态和分布、元素的发现史；钛的重要化合物5钒存在状态和分布、元素的发现史；钒的重要化合物6铬存在状态和分布、元素的发现史；铬的重要化合物，含铬废水的处理7锰存在状态和分布、元素的发现史；不同氧化数的锰的化合物8铁、钴、镍铁系概述、铁系元素的发现和应用；铁，钴和镍第二十四章 d区金属（二）第五、第六周期d区金属1基本特性2锆和铪存在、制备和分离，性质和用途，重要化合物3铌和钽制备和分离，重要化合物4钼和钨存在和冶炼，性质反应和用途，重要化合物，钼的生物活性和固氮作用5锝和铼单质、氧化物和含氧酸盐、锝和铼的配合物6铂系金属简介通性、单质、氧化物和含氧酸盐、卤化物、配合物第二十五章 f区金属 镧系元素和锕系元素1镧系元素镧系元素的通性，镧系金属，镧系元素的重要化合物2稀土元素稀土元素的分布、矿源及分组，稀土元素的分离，稀土金属配合物，稀土元素及其化合物的应用3锕系元素锕系元素的通性，锕系金属，钍及其化合物，铀及其化合物第六篇 无机化学选论第二十六章 核化学1历史回顾2放射性和元素衰变放射性，元素衰变、半衰期，天然放射系3人工反应和人造放射性同位素的应用人工核反应，人造放射性同位素的应用4裂变核聚变核裂变能和聚变能5核稳定性理论6超铀元素、锕系元素、超铑元素简介第二十七章 生物无机化学简介1生物无机化学研究的内容2生物体中的元素及其生理作用生命元素、生物体内元素的生理功能、有害元素、微量元素和地方病3重要的生物配体及其金属配合物4血红蛋白和肌红蛋白5金属酶酶的概述，羧肽酶、含锌酶等7维生素B12和B12辅酶8钠、钾、钙的生物功能钠、钾、的生物功能、钙的生物功能“信使”作用第二十八章 无机合成化学简介1绪论无机合成研究的内容，实验方法和分离技术等2常规制备物质的典型方法制备金属和非金属，制备卤化物，制备硫化物和硒化物，制备氮化物，制备碳化物，热分解法制备氧化物，水和晶体的脱水，水溶液中制备盐3特殊条件下的合成方法高温合成，低温合成，真空条件下的合成，水热合成，高压合成，光化学合成等4铀矿物制取纯化合物简介分解精矿，分离和纯制，工艺流程简介第二十九章 特殊类型的无机化合物1金属有机化合物金属有机化合物的定义，过渡金属有机配合物，金属羰基化合物，烯烃、炔烃金属有机化合物，夹心型配合物2簇状化合物羰基金属簇状化合物，卤素金属簇状配合物，簇状配合物的结构特点3硼烷及其衍生物硼烷的结构和化学键，硼烷的合成与反应，碳硼烷第三十章 无机固体化学简介1非晶态2拟晶3实际晶体4合金固溶体合金、金属化合物合金、间隙相合金5非金属固体材料 陶瓷概述、固体电解质、高温超导陶瓷、生物陶瓷，热电制冷材料6沸石和分子筛概述、A型沸石、磷酸铝沸石7纳米材料概述，纳米材料的制备三、课程的难点与重点难点：微观理论，原子结构和分子结构、热力学等。元素知识记忆性多，教学中注重与实际相联系。重点：无机化学中的四大理论、重要元素的单质及其化合物的主要性质、结构、制备和用途。四、对学生能力培养的要求理论与实际联系的能力：运用理论知识分析和解决无机化学中的有关问题，熟练进行有关化学平衡、电离平衡、沉淀-溶解平衡、氧化还原平衡和配位平衡的有关计算。五、学时分配章 节 名 称内 容学 时绪 论无机化学的发展和学习方法等1第一篇 化学热力学与化学动力学基础第一章化学热力学初步5第二章化学平衡3第三章化学反应速率3第二篇 物质结构基础第四章原子结构与元素周期系8第五章分子结构9第六章晶体结构4第七章配合物4第三篇 水溶液化学原理第八章水溶液3第九章酸碱平衡6第十章沉淀溶解平衡4第十一章电化学基础7第十二章配位平衡4第四篇 元素化学（一）非金属第十三章氢和稀有气体2第十四章卤 素4第十五章氧族元素4第十六章氮族元素4第十七章碳族元素 硼46第十八章非金属元素小结（可组织学生讨论）24第五篇 元素化学（二）金属第十九章金属通论24第二十章s区金属（碱金属和碱土金属）35第二十一章p区金属46第二十二章ds区金属4第二十三章d区金属（一）第四周期d区元素46第二十四章d区金属（二）第五、第六周期d区元素24第二十五章f区金属镧系元素和锕系元素24* 第六篇 无机化学选论第二十六章原子核化学2第二十七章生物无机化学简介24第二十八章无机合成化学简介26第二十九章特殊类型的无机化合物26第三十章无机固体化学简介2合 计 学 时102128打“*”号的部分可安排学生自学或选择部分内容简介。六、考核方法笔试。元素部分可实行开卷（目的是使学生能掌握和了解更多的关于元素的知识和反应，有利于学生综合能力的培养）。无机化学课程是在元素周期律、近代物质结构、化学热力学、化学平衡等基础理论上研究元素的单质和化合物（除碳氢化合物及其衍生物以外）的性质、结构、制备和用途的科学。该课程主要考核考生对无机化学的基础理论和重要元素知识的理解和掌握能力，分析和解决问题的综合运用能力。本课程的教学要求分掌握、熟悉、了解三个层次。在期末考核中，掌握的内容约占总分的60，熟悉的内容约占总分的30，了解的内容约占总分的10。平时作业成绩占总成绩的20%。七、教材与参考书教材：面向21世纪高等学校教材无机化学上、下册，北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编，高等教育出版社2000年8月第四版。参考书：1面向21世纪课程教材大学化学上、下册，傅献彩主编，高等教育出版社出版。2面向21世纪课程教材无机化学上、下册，由武汉大学、吉林大学等校编，高等学校教材，高等教育出版社出版。3高等学校教材大学化学原理及应用上、下册，樊行雪、方国女编，化学工业出版社教材出版中心。4华彤文编著的普通化学原理第二版，北京大学出版社出版。5无机化学上、下册，第三版，北京师范大学等校编，高等教育出版社出版。6普通无机化学（第二版）严宣申、王长富编，北京大学出版社出版。721世纪高等学校辅导教材无机化学与普通化学题解贺克强、张开成、金春华主编，华中理工大学出版社等相关的辅导书。8无机化学习题集周怀宁主编，浙江大学出版。八、说明（有关教学手段、教学方法及课内外学时比例的说明）本课程包括基础理论和元素的化学知识两部分，内容十分丰富。基础理论部分内容应本着“必需”、“够用”的原则，要合理控制教学总量，贯彻“少而精”的原则，使之符合专业水平。九、教学手段及方法采用多媒体教学，电解质、氧化还原与电化学等章节结合演示实验进行教学，可加深学生理解和知识面的扩充以及能力的培养。分析化学教学大纲课程编号：06099003 学 时：54学 分：3开课对象：化学专业本科生课程类别：专业必修课 英文译名：Analytical Chemistry一、教学目的和要求分析化学是化学本科必修的基础课程之一。本课程的主要内容为化学定量分析。通过教学，应使学生建立起严格的“量”的概念，培养学生从事理论研究和实际工作的能力和严谨的科学作风。要求学生：1掌握常量组分定量分析的基本知识、基本理论和基本分析方法。2掌握分析测定过程中的误差来源、误差的表征及初步学会实验数据的统计处理方法。3了解定量分析中常用分离方法的原理及应用。4了解分光光度法的原理及应用。二、课程内容绪 论 1分析化学的任务与作用2分析方法的类别第一章 定量分析化学概论 1误差及其来源系统误差 随机误差 产生原因其及消除2误差的表示方法误差与准确度 偏差与精密度 准确度与精密度的关系 3有效数字及运算规则有效数字 有效数字位数确定 计算规则（包括修约规则） 意义4滴定分析概论（1）滴定分析的特点及方法分类（2）滴定分析对化学反应的要求（3）标准溶液的配制及浓度的标定（4）滴定分析结果计算第二章 酸碱平衡及酸碱滴定法 1酸碱质子理论（定义，共轭酸碱对，酸碱强度）2酸碱平衡中各型体的分布3酸碱平衡中pH的计算（1）处理酸碱平衡的方法 物料平衡 电荷平衡 质子条件（2）酸碱溶液的PH计算一元弱酸（碱） 多元弱酸（碱） 两性物质 混合酸（碱）4缓冲溶液pH计算 缓冲容量与缓冲范围 缓冲溶液的选择与配制5酸碱指示剂（变色原理，变色范围）6酸碱滴定（滴定曲线以分段式讨论，方程只做了解）（1）强酸（碱）滴定（2）一元弱酸（碱）滴定 （3）多元酸（碱）的滴定7终点误差（强酸碱互滴，一元弱酸碱滴定）8应用及计算实例（混合碱测定）9酸碱滴定中二氧化碳的影响*第三章 配位滴定法 1概述 2EDTA的分析特性3配位平衡（1）配合物的稳定常数及各级配合物的分布 （2）影响配位平衡的主要因素A 滴定剂(EDTA)的副反应B 金属离子(M)的副反应C 配合物MY的副反应 （3）配合物的条件稳定常数4EDTA滴定原理 滴定曲线（分段式） 影响突跃范围的主要因素 终点误差 准确滴定条件配位滴定的最低PH值和酸效应曲线5金属指示剂作用原理、条件变色点指示剂在使用过程中的问题*6提高配位滴定选择性的方法（1）混合离子滴定条件（2）提高配位滴定选择性的方法(控制酸度，掩蔽)第四章 氧化还原滴定法 1方法特点及分类2氧化还原平衡（1）条件电极电位（计算不做要求） （2）影响氧化还原反应方向的因素（3）氧化还原反应进行的次序（4）氧化还原反应进行的程度 （lgK与E的关系；对称性氧化还原反应，反应完全所需要的lgK及E） 3氧化还原反应的速度及其影响因素*4氧化还原滴定曲线（1）滴定曲线（分段式）（2）滴定突跃及主要影响因素5氧化还原滴定法的指示剂（1）氧化还原指示剂 指示原理 变色范围 选择依据（2）其他指示剂 自身指示剂 特殊指示剂6、氧化还原滴定的主要方法（高锰酸钾法 重铬酸钾法 碘量法 应用及计算示例）主要应用：过氧化氢含量测定；钙盐含量测定；软锰矿中MnO2含量测定；铁的测定；重铬酸钾测铁；碘量法测铜；有效氯含量测定等7终点误差*8其他滴定法*第五章 重量分析法和沉淀滴定法1沉淀滴定法滴定曲线*2银量滴定确定终点的方法摩尔法 佛尔哈德法 法扬司法（原理及滴定条件）3沉淀滴定法的应用与计算4重量分析方法特点及分类5重量分析对沉淀的要求 对沉淀形式的要求 对称量形式的要求 6影响沉淀溶解度的因素（主要掌握一种影响因素存在时溶解度计算）同离子效应 盐效应 酸效应 配位效应7沉淀的形成*沉淀类型 沉淀形成的过程 影响沉淀形状的主要因素8影响沉淀纯度的因素 共沉淀与后沉淀9沉淀条件的选择 晶形沉淀和非晶形沉淀10重量分析结果的计算11有机沉淀剂*第六章 吸光光度法1概述2光吸收的基本定律朗伯比耳定律3分光光度法分析方法及其仪器4显色反应及其影响因素*（1）比色分析对显色反应的要求（2）影响显色反应的主要因素5光度测量误差及测量条件的选择（1）控制吸光度(或透光率)读数范围。（2）选择合适波长的入射光（3）选择合适的参比溶液6分光光度分析的应用（1）试样中微量组分的测定（单组分测定，多组分测定）（2）差示分光光度法（3）弱酸离解常数的测定（作图法）*（4）配合物组成及稳定常数的测定* （5）双波长分光光度法*第七章分析化学中的数据处理1可疑值的舍弃（4法；Q检验法）；2平均值的置信区间；3显著性检验（t检验；F检验）； 4回归分析法*（1）一元线性回归方程（2）相关系数第八章分析化学中常用的分离和富集方法（简介）1液液萃取分离法2离子交换分离法第九章复杂物质的分析示例一般物质的定量分析步骤三、学时安排章 序内 容参考时数绪论0.5第一章定量分析化学概论3第二章酸碱滴定法16.5第三章配位滴定法10第四章氧化还原滴定法5第五章重量分析和沉淀滴定法6第六章吸光光度法4第七章分析化学中的数据处理2第八章分析化学中常用的分离和富集方法2第九章复杂物质的分析示例1机动4合计54四、课程的重点与难点重点：常量组分定量分析的基本知识、基本理论和基本分析方法；分析测定过程中的误差来源、误差的表征。难点：副反应系数及配位滴定选择性；实验数据的统计处理。 五、考核方式以闭卷笔试为主，结合平时作业及提问。六、教材及主要参考书1分析化学（第四版）武汉大学主编高等教育出版社，2000.32彭崇慧等，定量化学分析简明教程（第二版），北京大学出版社，1997年。3孟凡昌蒋勉分析化学中的离子平衡科学出版社， 1997年。4汪尔康主编，21世纪的分析化学，科学出版社，1999年。七、说明授课采用教师讲授和同学自学相结合的方式。打*为机动节选内容。仪器分析教学大纲课程编号：06099028学 时：54学 分：3开课对象：化学专业本科学生课程类别：专业必修课英文译名：Instrumental Methods of Analysis一、目的要求仪器分析是测定物质的化学组成，状态，结构和进行科学研究与质量监控的重要手段，本课程适应于化学系化学本科，是其必修的一门基础课，通过本课程的教学，使学生基本掌握常用仪器分析方法，并初步具有应用此类方法解决相应问题的能力。二、课程内容第一章 绪论仪器分析的内容 分类及特点 仪器分析在科学研究中的作用及发展趋势第二章 气相色谱法1气相色谱法的分类，气相色谱法的流出曲线及基本原理2气相色谱法的流程和气相色谱仪3操作条件的选择（如载体、固定相、温度等的选择）4气相色谱检测器5热导、氢焰、电子捕获、氮磷、火焰光度检测器的特性6定性定量分析定性分析：保留值、保留指数定量分析：校正因子、归一化法、外标法和内标法第三章 高效液相色谱法1高效液相色谱法的特点2高效液相色谱仪3高效液相色谱法的分离方式（液固色谱、液液色谱、键合相色谱、离子色谱法、离子交换色谱、离子对色谱、凝胶色谱）4色谱方法的选择及应用5毛细管电泳简介第四章 电位分析法1电化学分析法分类和电位法基本原理2溶液PH值测定3离子选择性电极（离子选择性电极的种类和特性参数）4测定离子活度的方法和仪器（定量方法：工作曲线法、标准加入法、格式作图法）5影响测定的因素6离子选择性电极的特点和应用第五章 伏安分析法1极谱分析法的基本原理：基本装置、特殊的电解条件，极谱波的形成，极限扩散电流，半波电位2扩散电流公式定量分析方法3干扰及消除残余电流、迁移电流、极大、氧波及氢波4极谱催化波5单扫描极谱6方波极谱及脉冲极谱7溶出伏安法8单指示电极安培滴定9双指示电极电位滴定第六章 库仑分析法1法拉第电解定律及库仑分析法概述2控制电位电解法及控制电位库仑分析法3库仑滴定的特点及应用第七章 原子发射光谱分析1光学分析法概要2原子发射光谱分析的基本原理及仪器3光谱定性分析4光谱定量分析5光谱半定量分析6火焰光度法第八章 原子吸收分光光度分析1原子吸收光谱法的基本原理2原子吸收光谱仪（锐线光源、火焰原子化器、无火焰原子化器、单色仪及检测系统）3定量分析法（标准曲线法、标准加入法，灵敏度和检测限）4干扰及其抑制5特点及应用6原子荧光光谱法简介第九章 紫外可见分子吸收光谱法1分子光谱概述2紫外吸收光谱与分子结构的关系（电子跃迁类型及紫外可见吸收光谱）3紫外可见分光光度计（结构与主要部件、单光束、双光束、二极管陈列）4特点和应用（有机化合物的鉴定，定量分析法）第十章 红外吸收光谱分析1红外吸收光谱的基本原理红外吸收光谱的产生条件，分子振动的形式及方程式2官能团的特征频率。特征频率，影响特征频率的因素3红外分光光度计主要部件：光源、单色器、检测器、付里叶变换红外分光光度计4应用 样品的处理，定性及结构分析，定量分析第十一章 核磁共振波谱分析1核磁共振的基本原理（原子核的自旋，核磁共振、驰豫）2核磁共振仪（结构、主要部件）3化学位移和核磁共振图谱（化学位移、影响化学位移的因素，核磁共振谱）4自旋偶合（自旋偶合和自旋分裂，偶合常数，复杂图谱的简化）5应用（结构鉴定）613C核磁共振谱第十二章 质谱分析1质谱分析的基本原理2质谱仪（样品导入系统、离子源、离子分离器、检测器）3主要的离子峰类型（分子离子峰、同位素峰、碎片离子峰、重排离子峰、亚稳离子峰）4应用（分子量的测定，分子式的测定，化合物的鉴定，色质联用）5联用技术（GC-MC，HPLC-MS）三、课时分配章 序内 容学 时1绪论2气相色谱法73高效液相色谱法44电位分析法45伏安分析法66库仑分析法47原子发射光谱分析78原子吸收分光光度法分析69紫外可见分子吸收光谱法410红外吸收光谱分析411核磁共振波谱分析412质谱分析4合计学时54四、考核方式闭卷考试，学生的总成绩为平时成绩和考试成绩的综合。五、教材及参考书1仪器分析武汉大学编高等教育出版社2仪器分析朱明华编3仪器分析朱世励编4化学分析与仪器分析实验戚苓编有机化学教学大纲课程编号：06099001学 时：102 学 分：6课程类别：专业必修课 开课对象：化学专业本科生 英文译名：Organic Chemistry 一、任务与目的有机化学课程是化学专业的一门基础理论课。它的任务是使学生掌握有机化学的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生的逻辑思维能力，使学生能运用科学的认识论和方法论。要求学生掌握有机化学的基本知识、基本理论，掌握各类重要有机化合物的物、化性质、波谱分析、反应类型和合成方法，能应用近代理论解释典型的反应历程，能应用电子效应和空间效应来解释有机化合物的结构与性能上的内在联系和差异；了解学科领域的新成果和发展动态，培养学生灵活运用、综合分析和解决问题的能力。二、课程内容与基本要求第一章 绪论1目的要求：了解有机化合物的研究对象，有机化学的发展史和学科研究前沿，熟悉有机化学的研究内容和开设有机化学基础的目的和任务。2讲授内容：有机化学的特点及分支组成，有机化学的发展和学科前沿，有机化合物的结构以及结构的测定，官能团和有机化合物的分类。第二章 烷烃 1目的要求：了解烷烃的同系列和同分异构现象，烷烃来源和用途。熟悉烷烃的命名、结构和构象的表示方法，掌握烷烃的化学性质和自由基机理。2讲授内容：烷烃的异构、系统命名法和烷烃结构；乙烷、丁烷的构象；烷烃的化学性质和自由基机理。第三章 环烷烃 1目的要求：了解环烷烃的异构现象；熟悉环烷烃的命名、拜尔张力学、张力能概念；掌握环烷烃的化学反应和环己烷、取代环己烷的构象分析。2讲授内容：环烷烃的异构和命名，拜尔张力学、张力能、构象立体化学基础。第四章 对映异构1目的要求： 掌握手性、镜象、对映体、立体异构、手性碳原子、手性分子、平面偏振光、偏振面、旋光度、比旋光度、内消旋体、外消旋体、相对构型、绝对构型、手性等概念的涵义和Fischer投影规则以及Fischer投影式与Newmann式、锯架式、楔形式之间的相互转化关系。熟悉旋光性化合物构型命名的一般原则，基本掌握立体化学在研究反应历程中的应用，了解外消旋体的拆分方法和环状化合物的立体异构。2讲授内容：物质的旋光性，分子的手性和对称性，含一个不对称碳原子的化合物，含几个不对称碳原子的开链化合物、环状化合物的立体异构。第五章 卤代烃1目的要求 了解卤代烃物理性质及用途，掌握卤代烃的命名、化学性质以及制备方法，熟悉亲核取代反应的反应历程。2讲授内容：卤代烃的分类、同分异构和命名、卤代烃的结构和物理性质、卤代烃的化学反应、亲核取代反应的机理。第六章 烯烃1目的要求：了解烯烃的物理性质,熟悉烯烃的命名（顺、反， Z、E）及物理性质、烯烃亲电加成反应的机理，掌握烯烃的结构、烯烃化学反应和碳正离子的稳定性、马氏规则、诱导效应。2讲授内容：烯烃的结构、异构和命名，烯烃的化学反应、亲电加成反应的机理，电子诱导效应烯烃的制备、工业来源和用途。第七章 炔烃和二烯烃1目的要求： 了解炔烃和二烯烃结构、命名，熟悉，-共轭、P，-共轭和超共轭效应，掌握炔碳上氢原子的性质和鉴定方法，共轭二烯烃的化学性质（1，2-、1，4-加成反应和狄尔斯阿尔得反应）。2讲授内容：炔烃的结构、异构和物理性质， 炔烃的反应，乙炔、炔烃的制备， 共轭作用、共轭二烯的1，2-、1，4-加成和环加成反应。第八章 芳烃1目的要求： 熟悉芳烃、取代芳烃、稠环芳烃的结构、命名和物性，掌握芳香上取代反应的定位规律，芳烃、取代芳烃的化学性质，芳环、非苯芳烃的休克尔规则。了解多环芳烃和非环芳烃物化性质。2讲授内容：苯的结构，芳香烃的异构、命名及物理性质，芳香上取代反应的定位规律，苯的化学性质、苯环上的亲电取代反应（ 加成、氧化、亲核取代）， 休克尔规律，稠环芳烃，多环芳烃和非环芳烃。第九章 核磁共振谱、红外光谱和质谱1目的要求：了解紫外、红外、核磁共振及质谱的基本原理和表示方法。掌握有机分子重要官能团、苯环及某些化学键的红外特征吸收以及NMR化学位移概念。理解紫外吸收的K带、R带、B带和E带，红移、蓝移。理解质谱的分子离子峰和同位素峰。能识别简单典型有机化合物的四种图谱。2讲授内容：紫外光谱：电磁波谱与吸收光谱。紫外光谱和电子跃迁、LamberBeer定律和紫外光谱图、紫外光谱与有机化合物分子结构的关系。红外光谱：分子振动的类型和红外光谱的表示方法、红外光谱的应用(官能团的判断、同分异构体的判断、化合物的鉴定、红外光谱图的分析。核磁共振谱：核磁共振的基本原理、屏蔽效应和化学位移、自旋偶合、裂分、偶合常数。质谱简介：质谱仪的简单原理、质谱在有机化学中的应用。第十章 醇和酚1目的要求：熟悉醇和酚的结构和性能关系。了解醇、酚的光谱性质、分类和命名。熟悉一元、二元醇和酚的化学性质和制备方法。掌握醇典型的反应和机理。2讲授内容：醇和酚的的结构、分类和命名、物性和光谱性质。醇的化学性质：与活泼金属的反应、与氢卤酸的反应、脱水反应、与无机含氧酸的反应、与三卤代磷、亚硫酰氯(氯化亚砜)的反应、氧化和脱氢、邻二醇的特殊反应。酚的化学性质：酚的酸性、酚醚的生成、与三氯化铁的显色反应芳环上的亲电取代反应、氧化反应、与氯仿的反应、KolbeSchmitt反应。重要的酚及其制法醇和酚的来源和用途。第十一章 醚1目的要求： 了解醚的结构和性能的关系，光谱性质。掌握醚的命名、化学性质和合成方法。熟悉醚的典型反应机理。了解醚的来源和用途2讲授内容：醚的、命名、物理性质。醚的化学性质：与冷的浓酸反应垟盐的生成、醚链被热酸断裂、苯基烯丙基醚的重排反应(Claisen重排)。醚的制法：醇脱水、Williamson合成法。环氧化合物：环氧乙烷、环氧丙烷的结构及其酸碱催化下的亲核取代反应、冠醚及相转移催化技术。醚的来源和用途。第十二章 醛和酮1目的要求： 了解醛、酮的结构特征、分类方法，物理和光谱性质。掌握醛、酮的系统命名、化学性质。熟悉亲羰基上的亲核加成反应，醛、酮还原方法及选择性还原；了解典型反应历程。2讲授内容：醛、酮的结构、分类和命名，醛、酮的物理性质和光谱性质；醛、酮的化学性质：羰基上的加成反应（与氢氰酸的加成、与Grignard试剂的、与亚硫酸氢钠的加成、与醇的加成、与氨及其衍生物的加成、与Wittig试剂加成、影响羰基加一成反应活性的因素、羰基加成反应的立体化学、-氢的反应、醇醛缩合反应、氧化反应、还原反应，Beckmann重排、Perkin反应。一元醛酮的来源、用途和制备。第十三章 不饱和醛和酮及取代醛酮1目的要求：了解，-不饱和醛、酮的结构特点，熟悉,-不饱和羰基化合物的反应，掌握、-不饱和醛、酮的特殊性质1，4加成。熟悉醌的结构和反应特点，了解羟基醛酮的制法和反应。2，-不饱和醛、酮的结构，、-不饱和醛、酮的1，2加成，1，4加成，羟基醛酮，酚醛，酚酮。第十四章 羧酸1目的要求：了解一元、二元羧酸结构特点和熔、沸点和酸性的关系。掌握羧酸的系统命名和羧酸的化学性质，以及酰氯、酸酐、酯和酰胺形成的条件；重点掌握酯化反应历程以及影响酯化反应速率的因素。熟悉羧酸的来源、用途和制备。2讲授内容：一元羧酸结构、命名、物理性质和酸性，一元羧酸的反应，一元羧酸的来源、用途和制备，二元羧酸。第十五章 羧酸的衍生物1目的要求：了解羧酸衍生物的物理性质，熟悉羧酸衍生物的结构和命名，掌握羧酸衍生物的水解反应以及酰氯、酸酐、酯和酰胺形成的条件；熟悉过酸和二酰基过氧和羧酸衍生物的用途，了解烯酮、原酸酯和异腈反应和用途。2讲授内容：羧酸衍生物的结构、命名和物理性质，羧酸衍生物的反应及其用途，过酸和二酰基过氧，烯酮、原酸酯、晴和异晴的结构和反应。第十六章 不饱和酸和取代酸1目的要求：了解，-不饱和羧酸的结构特点、不饱和羧酸、卤代羧酸、醇酸的制备方法，掌握、-不饱和羧酸的反应，重点掌握乙酰乙酸乙酯产生互变异构现象的原因以及乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的应用。2讲授内容：不饱和酸、卤代酸、醇酸、酚酸、 羰基酸、-酮酸酯、乙酰乙酸乙酯合成法和丙二酸二乙酯合成法、迈克尔反应、碳酸衍生物。第十七章 胺1目的要求：了解胺的物理性质，熟悉胺的结构、分类、命名；重点掌握胺的化学性质和通过官能团相互转变制备胺的方法；熟悉季铵盐和季铵碱的性质以及季铵碱的热消除规律(Hofmann规则) ，了解季铵盐作为相转移催化剂的作用原理。了解胺和铵盐的立体化学性质。2讲授内容：胺的结构、分类和命名、胺的物理和光谱性质、胺的化学性质（碱性、烷基化反应、酰基化反应、磺酰化Hinsber反应、与亚硝酸的反应、芳胺的特殊反应、联苯胺重排反应）、胺的制法（氨的烃基化、Gabriel合成法、硝基化合物的还原、腈和肟的还原、酰胺的还原、还原氨化）、胺的用途。二胺、不饱和胺和取代胺。季铵碱及其热消除规律(Hofmann规则)、相转移催化技术。胺和胺盐的立体化学。第十八章 其他含氮化合物1目的要求：熟悉硝基化合物的结构、命名、性质和制备方法、芳香族重氮盐重氮化反应、重氮盐的结构、重氮盐的取代反应（被卤素取代、被氰基取代、被羟基取代、被氢原子取代）、重氮盐偶联反应（与芳胺偶联、与酚偶联）、重氮盐还原反应。熟悉重氮甲烷的结构和性质。了解偶氮化合物和偶氮染料。2讲授内容：硝基化合物、重氮化合物、芳基重氮盐偶氮化合物、叠氮化合物。第十九章 含硫、磷和硅化合物1目的要求：了解含硫、含磷、含硅有机合物结构、命名和性质。掌握硫醇、硫酚、硫醚制备和化学反应。重点掌握Witting 试剂的制备和Witting反应。熟悉有机硅的制备和反应。2讲授内容：含硫化合物、含磷化合物、有机硅化合物。第二十章 杂环化合物1了解五元、六元杂环化合物的结构和命名，掌握呋喃、噻吩、吡咯、吡啶的结构特征，熟悉杂环化合物的分类方法和喹啉及吲哚的杂环母体结构、编号顺序。了解合成喹啉和它的衍生物的方法及原理；了解生物碱的涵义以及几种生物碱简单的生理功能。2讲授内容：五元杂环化合物（吡咯、呋喃、噻吩） 吲哚 含两个以上杂原子的五元杂环、吡啶 喹啉和异喹啉、含氧的六元杂环含两个以上杂原子的六元杂环。第二十一章 碳水化合物1目的要求：熟悉糖类化合物分类、命名方法。掌握葡萄糖和果糖的构造式、构型式(Fischer式、Haworth式)和构象式，掌握单糖的结构、单糖的化学性质：氧化反应、还原反应、成脎反应、醛糖碳链的递升和递降反应、糖羟基的醚化和酯化反应。了解果糖、双糖：蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖的性质。能区分还原糖和非还原糖。熟悉多糖：淀粉（直链淀粉、支链淀粉）、