《结构化学》教学大纲

《结构化学》教学大纲课程中文名称：结构化学课程英文名称:STRUCTURECHEMISTRY总学时：60讲课学时：60习题课学时：0实验学时：0上机学时：0授课对象:理学院应用化学系应用化学专业、材料化学专业本科生先修课程:高等数学、大学物理、物理化学一、课程教学目的结构化学是研究原子、分子和晶体结构，以及结构与性能关系的一门基础科学，是在物理化学解决反应方向、限度和速率问题的基础上，解决反应本质问题的科学，是培养跨世纪化学、化工、生命科学高素质专门人才知识结构和能力的重要组成部分。本课程旨在培养学生树立“结构化学”的观点，了解结构化学研究和解决问题的方法，并掌握结构化学的基础理论和基本知识，从而为以后的学习和工作打下必要的结构基础。二、教学内容及基本要求0（2）教学内容：结构化学的研究对象；学习目的；学习内容；学习方法；课程安排及要求；主要参考书。教学要求：了解结构化学的研究对象和具体的学习内容，明确结构化学在了解反应本质，发现、合成和提取符合人类一定需要的新物质，以及推动化学学科发展等多方面的作用。并注重理论联系实际，1章量子力学基础知识）教学内容：微观粒子的波粒二象性及其特点；测不准关系及其应用；量子力学基本假设（态叠加原理，电子自旋；波函数的合格条件；量子力学处理问题的一般步骤；一维势箱中粒子的运动状态的描述及其具体的处理方法。教学要求：了解微粒子（主要是电子）的运动特点，用波函数描述电子运动状态的原因及波函数的物理意义。掌握能量算符的写法，理解波函数的合格条件，熟练掌握用量子力学处理一维势箱粒子的方法，并熟记其结论。2章原子结构和性质）教学内容：类氢离子体系的薛定谔方程及其简单求解（分离变量，方程求解，波函数有关图形；角动量及量子数的物理含义；多电子原子结构；屏蔽效应与钻穿效应，基态原子核外电子排布规律，原子光谱项。教学要求：理解薛定谔方程求解的基本思路，掌握归一化处理方法，了解复函数与实函数解的关系，明确四个量子数的来历、合理组合及物理含义，熟悉波函数角度分布图、电子云角度分布图、电子云图、径向向布函数图等图形的画法和所能说明的问题。了解多电子原子薛定谔方程各项的含义；多电子波函数与单电子波函数的不同；屏蔽效应，钻导效应及其结果；原子光谱项的意义及表示方法。掌握多电子原子核外电子的排布规律以及原子结构与周期系的关系。3章分子轨道理论）教学内容：氢分子离子的薛定谔方程及其线性变分法处理；分子轨道理论基本要求；分子轨道的类型、符号和能级顺序；双原子分子的结构和性质。休克尔分子轨道理论，电荷密度、键级、自由价、分子图及反应活性；离域键的形成条件；原子轨道对称守恒原理。教学要求：掌握氢分子离子的线性变分法处理。了解分子轨道理论的基本要求，了解轨道类型、符号和能级顺序，学会用休分子轨道法处理离域键，并掌握求算电荷密度、自由价、键级的方法及分子图表示和分子图的应用。了解分子轨道对称守恒原理的基本要点以及对反应机理的说明。4章价键理论）教学内容：价键理论基本要点以及对简单分子的应用；杂化轨道理论；价电子对互斥理论。教学要求：理解价键理论的基本要点，掌握用价键理论处理简单Sp3Sp2Sp5章配合物的化学键理论）教学内容：配合物的价链理论；晶体场理论（dd。教学要求：理解配合物价键理论，掌握晶体场理论，能够判断在dd体场稳定比能的方法。第6章 分子对称性与群学时）教学内容：群的定义；同构与同态；共轭元素和类；对称操作群；群的表示；群论在分子轨道理论和杂化轨道理论中的应用教学要求：掌握对称操作群的定义、分类，会判断分子所属点群；了解群的表示；学会群论在分子轨道理论和杂化轨道理论中的应用7章晶体结构（4学时）教学内容：空间点阵与晶体；晶胞中的微粒；晶棱和晶面指标；晶体的宏观对称性；晶体