结构化学课程教学大纲

1、结构化学课程教学大纲（总学时数：32，学分数：2）一、课程的性质、任务和目的本课程是研究原子、分子和晶体的微观结构，研究原子和分子运动规律，研究物质的结构和性能关系的科学，是化学的一个重要分支。这里所指的结构和运动规律，涉及原子和分子层次的空间排布，涉及微观粒子所遵循的量子力学规律，它包括原子中电子的分布和能级组合、分子的化学组成、分子的空间构型和构象、分子中电子的分布、化学键的性质和分子的能量状态、晶体中原子的空间排布、晶体的能量状态等内容。结构化学根据结构决定性能、性能反应结构的基本原则，探讨物质的结构与性能间的关系。本课程主要探讨物质的静态结构，其任务是使学生掌握微观物质运动的基本规律，

2、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，为后续课程的学习打下必要的基础。二、课程基本内容和要求（一）量子力学基础1. 微观粒子的运动特征（理解）2. 量子力学基本假设（理解）3. 势箱中运动的粒子（理解）重点：与经典物理学理论相矛盾的实验现象，旧量子理论的内容与优缺点。量子力学的基本假设，氢原子的薛定谔方程及求解要点。难点：新概念较多，逐一对新的概念讲细讲透，氢原子的薛定谔方程求解要点。（二）原子的结构和性质1. 氢原子及类氢离子的Schrdinger方程及其

3、解（掌握）2. 量子数的物理意义（掌握）3. 波函数及电子云图形（理解）4. 多电子原子结构（了解）5. 电子的自旋（理解）6. 原子光谱项（理解）重点：原子结构的认识，原子轨道的意义、性质和空间图象，波函数和电子云的图形和原子光谱项，氢原子薛定谔方程的建立、解法和对其的解释。难点：多电子原子中心力场近似法及He原子的变分法处理，数学计算繁杂，教学时避免从数学讲数学，应对数学结果做深入的分析，对繁杂的数学过程能避开就避开。对新概念讲细讲透。（三）分子结构1. 氢分子离子结构（理解）2. 分子轨道理论（掌握）3. 双原子分子结构（理解）4. 共轭体系和休克尔分子轨道理论（理解）5. 分子对称性（

4、掌握）重点：分子轨道理论、价键理论，分子光谱，线性变分法处理H2+ 和H2，共价键本质及典型的双原子分子的电子排布，群的定义，分子点群。难点：线性变分法处理H2+ 和H2，分子轨道理论，分子点群。（四）晶体结构1. 晶体的点阵结构和晶体的性质（理解）2. 晶体结构的对称性（理解）3. 金属晶体结构（理解）4. 离子晶体结构（理解）5. 其它键型的晶体结构（了解）6. 晶体的X射线衍射晶体结构分析原理（掌握）重点：晶体的对称性，晶体的结构的表达和应用，晶体的点群和群符号，晶体的X射线衍射原理。难点：晶体的结构的表达和应用，晶体的X射线衍射原理。三、学时分配表序号内 容讲授课内实验小计1量子力学基

5、础662原子的结构和性质663分子结构10104晶体结构10105合 计3232四、有关说明（一）先修课程高等数学、大学物理、无机化学、有机化学等。（二）教学建议（1）本课程的课堂讲授部分突出核心基础思想、概念。（2）增加背景与前沿，使学生进一步体会结构原理的重要性与应用前景。（3）本课程理论性强、概念抽象、公式较多且应用条件复杂，因此应布置一定的作业，通过解决问题来帮助学生寻找学习本门课程的学习方法，加深学生对基本概念、基本理论的理解，培养学生的综合素质。（4）本课程在教学方法和手段等方面，应努力利用多媒体、教学录像等辅助教学手段，以提高本门课程的课堂教学效益。（三）教学参考书1. 周公度、段连运结构化学基础（第五版） 北京：北京大学出