《结构化学》课程教学大纲

《结构化学》课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称：结构化学所属专业：材料化学课程性质：必修学分：3（二）课程简介：结构化学是本科化学专业、材料化学专业和应用化学专业的一门专业必修课。课程主要从量子力学基本假设出发，研究原子结构和分子结构的基本特征，以及原子在分子和晶体中的空间分布。重点在于揭示化学键的本质和结构与性能之间的关系，阐述物质的微观结构与其宏观性能的相互关系。结构化学不但与其他化学学科联系密切，而且与生物科学、地质科学、材料科学和医药学等各学科的研究相互关联、相互配合、相互促进，近年来愈来愈被材料研究者和化工工程师所重视。目标与任务：本课程主要探讨物质的静态结构，学生通过本课程的学习，能够建立起原子结构、分子结构和晶体结构的基本概念，特别是能够通过定量计算，加强对原子轨道和分子轨道等基本概念的理解，并从原子、分子等微观结构角度加深对物质结构与性能关系的深入了解。使学生能够从微观层次着眼，抓住问题本质，深刻理解“结构决定性质”这一基本原理，培养理论联系实际的能力，并为后续课程的学习打下必要的基础。（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；先修课程主要是高等数学，大学物理，无机化学、有机化学和分析化学等。甚至电子结构层面加深对先修课程中相关内容的理解，也为后续课程打下坚实的基础。（四）教材与主要参考书。教材采用李炳瑞主编的《结构化学(多媒体版)(2版)主要参考书：1、周公度、段连运：《结构化学基础》，北京大学出版社，2008年，第四版。2、徐光宪、王祥云：《物质结构》，高等教育出版社，1987年，第二版。3、周公度：《结构和物性》，高等教育出版社，2000年。41989二、课程内容与安排第一章量子力学基础从经典力学到早期量子论量子力学的建立阱中粒子的量子特征隧道效应（一）教学方法与学时分配学时分配：（8学时）（二）内容及基本要求主要内容：1、微观粒子的运动特征2、量子力学基本假设3、薛定谔方程及其解【重点掌握】：量子力学的基本假设，氢原子的薛定谔方程及求解要点。的内容与优缺点。第二章原子结构Schrödinger方程及其解原子轨道和电子云的图形表示量子数与可测力学量多电子原子的结构原子结构参数原子光谱项（一）教学方法与学时分配学时分配：（9学时）（二）内容及基本要求理论准备。释。构的基本步骤。念讲细讲透。第三章双原子分子结构与化学键理论分子轨道理论(MO)价键理论(VB)MOVB理论的比较双原子分子的光谱项（一）教学方法与学时分配教学方法：教师讲授为主，课堂讨论为辅。学时分配：（10学时）（二）内容及基本要求主要内容：以H+和H的量子力学处理为基础,使学生掌握简单分子轨道理论和价2 2键理论的理论基础和基本的概念。学会用分子轨道理论讨论常见同核、异核双原子分子的结构，清楚共价键的本质。求双原子分子的光谱项。H2

+和H，2共价键本质及典型的双原子分子的电子排布。求双原子分子的光谱项。σ、π、δ键的形成。H2

+H2

的分子轨道理论，H2

的全波函数的确定。第四章分子对称性与群论初步对称性概念分子中的对称操作与对称元素分子点群分子对称性与偶极矩、旋光性的关系（一）教学方法与学时分配学时分配：（8学时）（二）内容及基本要求分子点群具有对称元素：对称轴、对称中心、对称面和映转轴。了解分子分子对称性与偶极矩、旋光性的关系。子对称点群可分为C、C 、C 、D、D 、D 、S 及高阶群T、O、In nv nh n nh nd n等。分子对称性与偶极矩、旋光性的关系。dTd

T O I、、、等。h h h、、、等。第五章多原子分子结构与性质非金属元素的结构化学:8-N法则非共轭分子几何构型与VSEPR规则Walsh规则共轭分子与SHMO法饱和分子的非定域轨道与定域轨道缺电子分子的结构等瓣类似性关系多原子分子的谱项配位场理论分子轨道对称守恒原理（一）教学方法与学时分配教学方法：教师讲授为主，课堂讨论为辅。学时分配：（13学时）（二）内容及基本要求8-N法则，掌握价电子对互斥理论（VSEPR，杂化轨道理论和缺电子分子的结构。VSEPRSHMO方法及其在共轭分子中的应用，前线轨道理论，配位场理论。8-NWalsh规则。SHMO第六章超分子化学简介超分子的概念分子间相互作用分子识别与自组装超分子实例晶体工程（一）教学方法与学时分配教学方法：教师讲授为主，课堂讨论为辅。学时分配：（6学时）（二）内容及基本要求主要内容：超分子的概念，分子间相互作用和分子识别与自组装。van