《结构化学》课程教学大纲

第页《结构化学》课程教学大纲课程编号：20911008总学时数：48总学分数：3课程性质：专业必修课适用专业：化学一、课程的任务和基本要求：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、限度和数率问题的基础上，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师范教育工作打下必要的结构化学基础。二、基本内容和要求：绪论教学内容：结构化学的研究对象、学习目的、学习内容、学习方法；教学要求：了解结构化学的研究对象和具体的学习内容，明确结构化学对了解反应本质，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，摆脱宏观现象和传统观念的束缚，学会抽象思维和数学工具有应用。第1章量子力学基础教学内容：1.1量子力学产生的背景1.2量子力学基本原理1.3量子力学基本原理的简单应用教学要求：了解微观粒子（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。第2章原子结构和原子光谱教学内容：2.1单电子原子的薛定谔方程及解2.2角量子数和磁量子数的物理意义2.3多电子原子的结构与原子轨道2.4电子的自旋2.5原子的状态和原子光谱教学要求：理解薛定谔方程求解的基本思想，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所能说明的问题；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；掌握多电子原子核外电子的排布规律。掌握对氢原子光谱的分析。第3章分子的对称性和点群教学内容：3.1对称操作与对称元素3.2分子点群3.3分子的对称性和分子的物理性质教学要求：掌握对称轴、对称面、对称中心、旋转轴的基本概念及相应的对称操作；了解群和分子点群的定义及分子点群的分类和确定方法；了解分子的偶极矩和分子旋光性的概念和用途。第4章双原子分子结构与性质教学内容：4.1氢分子离子4.2分子轨道理论4.3分子轨道的类型、符号和能级顺序4.4双原子分子的结构和性质4.5价健理论简介教学要求：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，讨论双原子分子的结构和性质。第5章多原子分子的结构与性质教学内容：5.1饱和分子的离域、定域轨道和杂化轨道理论5.2共轭分子结构与HMO法5.3缺电子分子与多中心键教学要求：理解1饱和分子的离域、定域轨道的意义；理解杂化轨道理论的基本思想，了解SP3、SP2、SP杂化轨道的组成、空间取向以及成键能力的大小，学会判断等性杂化和不等性杂化。学会用休分子轨道处理离域键，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。第6章配位化合物和簇化合物的结构与性质教学内容：6.1晶体场理论6.2络合物的分子轨道理论初步介绍教学要求：理解晶体场理论的基本要点，掌握用晶体场理论处理络合物分子的方法；对中央离子的d电子能进行排布、能解释络合物分子的稳定性、磁性、姜-泰勒效应。第7章晶体结构的点阵理论教学内容：8.1晶体结构的周期性和点阵概念8.2十四种空间点阵型式8.3空间点阵与晶体8.4晶体的宏观对称性8.5X射线衍射法8.6金属键和金属的一般性质8.7离子晶体的点阵能计算和离子半径教学要求：掌握晶体结构的周期性和点阵基本概念；了解布拉维法则及十四种空间点阵型式；了解空间点阵的作用；了解晶体的宏观对称元素与对称操作；熟悉X射线衍射法的衍射原理，了解布拉格方程式；掌握金属键和金属的一般性质；能够计算点阵能和离子半径。三、实践环节和要求：无四、教学时数分配：理论：48实验：无上机：无其它：无教学内容学时分配教学内容学时分配绪论1学时量子力学基础6学时原子结构和原子光谱8学时分子的对称性和点群5学时双原子分子结构与性质7学时多原子分子的结构与性质7学时配位化合物和簇化合物的结构与性质5学时晶体结构的点阵理论9学时合计48学时五、其它项目：无六、有关说明：1、教学和考核方式：本课程属考试课，考试方式为闭卷。平时占30%，考试占70%2、习题：课后习题（每次布置2-4题）3、能力培养要求：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化学基础。4、与其它课程和教学环节的联系：先修课程和教学环节：高等数学、无机化学、有机化学、大学物理后续课程和教学环节：化工原理仪器分析平行开设课程和教学环节：物理化学5、教材和主要参考书目：（1）教材：结构化学