版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、第三学年(2010级)结构化学课程教学大纲课程代码: 070119 课程性质: 必修 总学时: 56 学时 总学分: 3.5 开课学期: 5 适用专业: 化学 先修课程: 无机化学、物理化学等 后续课程: 中级无机化学、高等有机选论 大纲执笔人: CCC 参加人: WWWZZZ 审核人: SSS 修订时间: 2010年9月 编写依据: 化学专业人才培养方案(2009 )年版(10修订)授课年级:10级化学一、课程介绍结构化学是以量子力学为基础,联系无机化学,有机化学实验事实研究原子 、分子和晶体的微观结构, 阐述原子怎样形成分子及连接方式是怎样决定分子的几何构型,并表现出独特的物理与化学性质,
2、使读者了解“结构决定性能,性能反映结构”,从而建立起“结构-性能-应用”的渠道。本课程主要讲述研究物质结构的理论和实验方法。理论方法包括:量子力学基本原理,分子轨道理论,分子的对称性原理,配位场理论的基本原理,晶体结构理论和结构测定原理。实验方法主要介绍测定原子、分子结构、晶体结构的几种方法的基本原理和实验步骤。掌握了本课程的内容,就可以从微观上了解原子、分子的性质及其反应性能,为设计应有性能的物质材料和各种化学化工产品打下良好的基础。二、本课程教学在专业人才培养中的地位和作用结构化学是化学本科专业必修基础理论课程,主要研究原子、分子及晶体的结构以及它们与物质的物理、化学性质的关系。课程的主要
3、任务是对物质微观结构、基本理论及思想方法有正确的认识,能够理解结构与性能的相互关系及其某些实验方法的基本原理。进行必要的结构化学教学与训练,是培养具有较好的理论素养的化学人才的保证,并且为后续课的学习和科学研究及从事中学教学工作打下坚实的基础,提高运用物质结构基本原理和方法来分析问题和解决问题的能力。三、本课程教学所要达到的基本目标本课程主要讲述研究物质结构的理论和实验方法。主要目的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
4、后续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,运用结构化学的原理和方法来分析问题解决问题的能力,进一步培养他们的辩证唯物主义世界观,以期能更好的完成中学化学的教学任务以及更好的从事科学研究。 (1) 在熟悉电子等实物微粒基本特性的基础上,掌握波函数、薜定谔方程及算符等量子力学重要原理、应用量子力学原理来研究原子结构。(2) 掌握分子轨道理论和配位场理论,应用分子轨道理论深入研究分子结构和配合物结构,了解分子光谱的基本原理和方法。(3) 掌握晶体的点阵理论,明确各类晶体结构特征及结构与性能之间的关系,理解x-射线晶体结构分析的基本原
5、理以及联系衍射二要素和晶胞二要素的重要方程。四、学生学习本课程应掌握的方法与技能弄清原子、分子和晶体中电子运动的基本规律,了解用量子力学原理研究原子、分子结构的基本方法,理解波函数和微观体系的运动状态的描述方法。理解用量子力学研究分子结构和络合物结构的基本方法,深入了解化学键的本质,理解分子电子结构和化学性质间的相互关系。了解研究关于分子结构的近代物理实验方法的基本原理。了解晶体点阵结构和晶体的对称性,了解晶体中的化学键型。理解x射线衍射的基本原理及劳埃方程和布拉格方程。五、本课程与其他课程的联系与分工本课程是在学生已掌握“高等数学”、“大学物理”、“无机化学”、“分析化学”、“有机化学”等前
6、置课程的基本理论和实验技能的基础上开出,通过本课程学习,学生将系统学习结构化学的基本概念、基本原理和发展规律,提高学生运用结构化学的原理和方法来分析问题解决问题的能力,进一步培养他们的辩证唯物主义世界观,以期能更好的完成中学化学的教学任务以及更好的从事科学研究。六、本课程的教学内容与目的要求【绪论】(共1学时)1、教学目的和要求:(1)了解结构化学的研究对象,学习结构化学目的与意义;(2)了解量子力学的发展及历史意义;了解结构化学学习的方法2、教学内容:(1)结构化学的研究对象,学习结构化学目的与意义 (2)学习结构化学的方法及注意事项(3)量子力学的发展简史 3、教学重点和难点:(1)重点:
7、学习结构化学的方法及注意事项;学习结构化的与意义(2)难点:学习结构化学的方法及注意事项4、本章思考题:(1)结构化学的特点(2)结构化学的学习注意事项【第一章】 量子力学基础和原子结构(共14学时)1、教学目的和要求:(1)掌握光电效应及氢原子光谱表达式,德布罗意关系式,不确定关系的意义,玻粒二象性的伯恩解释,一维势箱Schroginger方程的求解过程及结论,定态薛定谔方程的算符表示;(2)了解确实物微粒运动状态的表示方法,态叠加原理;了解氢原子与类氢离子的定态薛定谔方程及其解;(3)掌握量子数的意义,电子自旋-轨道的表示;行列式波函数和保里(W.Pauli)原理;(4)理解原子的整体状态
8、和光谱项,掌握利用洪特规则判断光谱项能级高低的方法2、教学内容:(1)经典物理学的困难和量子论的诞生 (2)实物微粒运动状态的表示方法,态叠加原理 (3)实物微粒的运动状态的描述-薛定谔方程(4)定态薛定谔方程的算符表示 (5)氢原子与类氢离子的定态薛定谔方程及其解 (6)氢原子与类氢离子的解的讨论(7)波函数和电子云的图形表示 (8)多电子原子结构 (9)电子自旋与泡令原理 (10)原子的整体状态和光谱项 3、教学重点和难点:(1)重点:氢原子光谱,光电效应,德布罗意关系式,波粒二象性的伯恩解释,定态薛定谔方程的算符表示;一维势箱的求解过程
9、及结论,氢原子及类氢离子体系量子数的意义,行列式波函数的表示(2)难点:氢原子与类氢离子的定态薛定谔方程及其解; 实物微粒运动状态的表示方法,态叠加原理,测不准原理及波粒二线性,多电子原子结构,原子的整体状态和光谱项,波函数和电子云的图形表示4、本章思考题:(1)见教材P144-P148【第二章】 共价键理论和分子结构(共15学时)1、教学目的和要求:(1)理解原子单位制,变分原理,H2+的变分原理变分处理过程,特殊积分的讨论和H2+能量曲线的意义;(2)理解分子轨道理论及成键三原则,理解分子轨道的类型、符号和能级顺序,掌握双原子分子的分子轨道符号和能级顺序;(3)掌握HMO理论的基
10、本要点和休克尔行列式的书写,了解丁二烯的HMO处理过程,掌握电荷密度,键级与自由价、分子图HMO参量的计算方法,(4)理解确定简单分子点群的方法,了解分子偶极矩、旋光性的分子对称性判断方法2、教学内容:(1)分子轨道及共价键本质 (2)分子轨道理论(3)双原子键和双原子分子结构(4)离域键和共轭分子结构 (5)分子对称性和分子点群 3、教学重点和难点:(1)重点:分子轨道及共价键本质;分子轨道理论及成键三原则;HMO理论的基本要点和休克尔行列式;离域键和共轭分子的电荷密度,键级与自由价、分子图等HMO参量的计算方法(2)难点:H2+的变分原理变分处理过程;丁二烯的HMO处理过程;HM
11、O理论的基本要点和休克尔行列式;电荷密度,键级与自由价、分子图HMO参量的计算方法;确定分子所属的点群及利用分子对称性判断分子偶极矩、旋光性的方法 4、本章思考题:(1)见教材P299-P303【第三章】 配位场理论和络合物结构(共7学时)1、教学目的和要求:(1)了解配位化合物(络和物)和络合物的价键理论一些基本概念和原理;(2)掌握晶体场中d轨道能级分裂、电子的高自旋和低自旋排布及CFSE的计算;(3)理解分裂能和成对能P的意义和拉伸压扁八面体的原因和应用;(4)了解ML6八面体配合物的分子轨道理论,有机金属络合物结构特点。2、教学内容:(1)晶体场理论 (2)理解络合物的分子轨
12、道理论 (3)有机金属络合物 3、教学重点和难点:(1)重点:晶体场中d轨道能级分裂,分裂能和成对能P,d轨道中电子的高自旋和低自旋排布,晶体场稳定化能CFSE的计算,姜·特勒效应及原因(2)难点:ML6八面体的分子轨道,有机金属络合物,姜·特勒效应产生的原因4、本章思考题:(1)见教材P379-P380【第四章】分子结构测定方法的原理及应用(共6学时)1、教学目的和要求:(1)了解分子光谱的产生与分类;简单了解振动-转动光谱的特点;理解双原子分子的刚性转子模型,双原子分子的振动光谱谐振子模型;(2)理解转动、振动能级的跃迁选律及转动、振动光谱的谱线特点;(3)掌握转动惯量
13、、转动能级、振动频率及振动能级公式,并运用公式进行简单计算。2、教学内容:(1)分子光谱 (2)分子磁性和磁共振谱的基本原理3、教学重点和难点:(1)重点:双原子分子的刚性转子模型,双原子分子振动光谱的谐振子模型;转动惯量、转动能级、振动频率及振动能级公式;转动、振动光谱的谱线特点(2)难点:振-转光谱的特点,多原子分子的振动方式,转动、振动能级的跃迁选律及转动、振动光谱的谱线特点4、本章思考题:(1)见教材P472-P475【第五章】 晶体结构(共7学时)1、教学目的和要求:(1)理解点阵、平移、空间格子、正当点阵和结构基元等基本概念;(2)了解晶体对称性、空间点阵的划分和晶体点阵结构;(3
14、)掌握晶面指标、简单晶体的原子分数坐标、晶胞、晶胞参数等概念;(4)了解晶体对称操作、对称元素及符号、7个晶系、各晶系的特征、对称元素;(5)掌握典型密堆积A1、A2、A3的几何特点,理解X-射线晶体结构分析原理,掌握布拉格方程,劳厄方程。2、教学内容:(1)晶体的点阵理论 (2)晶体对称性符号表示 (3)金属晶体的密堆积原理及密堆积方式 (4)离子晶体简介(5)X-射线晶体结构分析原理 3、教学重点和难点:(1)重点:晶面指标、晶胞、晶胞参数、原子分数坐标,结构基元;会计算典型密堆积A1、A2、A3的空间利用率,理解:布拉格方程,劳厄方程(2)难点:空间格子、正当点阵单位、X-射线晶体结构分
15、析原理,密堆积堆积方式及计算典型A1、A2、A3的空间利用率,晶面指标、晶胞、晶胞参数、原子分数坐标;4、本章思考题:见教材P589-P591七、本课程教学时数分配表章节标题学时分配讲授习题绪论1一量子力学基础和原子结构142二共价键理论与分子结构151三配位场理论和络合物结构71四分子结构测定方法的原理及应用61五晶体结构71合计506八、教材和主要参考资料1、推荐教材:物质结构.潘道皑等编(第二版).高等教育出版社.19982、主要参考资料:物质结构.徐光宪编.人民教育出版社.1983.10
16、160; 结构化学.谢有畅,邵美成编.人民教育出版社.1982.5物质结构基本原理.吉林大学等校编.人民教育出版社.1993.4结构化学基础.周公度,段连运.北京大学出版社(第二版).1997九、课程考核与成绩评定方法1、命题要求(1)命题内容要求命题者要结合教学大纲对各章的课时分配,根据教学重点内容编制试题。考试目标分为四个层次,即认知与记忆、理解与判断、掌握与应用、分析与综合,所占比例大致应为:认知与记忆为30,理解与判断为40,掌握与应用为30,分析与综合为10%。 (2)命题的覆盖面、难易度、题型结构等要求试题覆盖面要宽,应涉及该学期教学的内容,既要考核学生对基本理论,基本知识的掌握程度,又要考核学生分析问题和解决问题的能力,还要考核学生对本课程相关的知识技能最新成果的掌握情况 。试卷组成: 客观题(占40分):选择、填空 、判断等;
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 河北农业大学现代科技学院《社会学》2022-2023学年第一学期期末试卷
- 手机械设备转让合同范本
- 个人有关劳动合同范本
- 2024年度矸石堆放地租赁合同3篇
- 二零二四年度煤炭供应与加工全面合作协议4篇
- 模板木方购销协议(2024年度)
- 2024年度广告发布合同新规范2篇
- 商铺分租合同范本版
- 装修建材购销合同模版
- 2024年度书店装修与改造合同3篇
- 胃肠动力治疗仪使用
- 西安交通大学《法理学》2023-2024学年期末试卷
- 食品生产设备安装应急响应预案
- 2024年度亚马逊FBA货物海运合同
- 综合测试06散文阅读(多文本)-备战2025年高考语文一轮复习考点帮(新高考)(教师版)
- 【初中数学】认识方程课件++2024-2025学年北师大版七年级数学上册
- 风湿免疫性疾病-2
- 完整2024年国有企业管理人员处分条例专题课件
- 六年级上册数学课件-6.1 分数混合运算 |西师大版 (共15张PPT)
- 中欧案例经典
- 南盘江特大桥设计要点及主要施工方案初步研究
评论
0/150
提交评论