《结构与物性》课程教学大纲

1、结构与物性Structure and Physical Properties一、课程基本情况课程类别：专业任选课程课程学分：2 学分课程学时：32学时，其中讲课：32学时。课程性质：选修开课学期：第6学期先修课程：线性代数,力学,热学,电磁学,原子物理,量子力学适用专业：物理学专业和应用物理学专业教 材：结构化学基础，北京大学出版社，周公度，段连运，2007年版等。开课单位：物理与光电工程学院二、课程性质、教学目标和任务结构与物性是物理学专业和应用物理学专业的专业选修课，适合于有一定物理学基础知识，对物质的结构和性能有初步的了解的学生。这门课的教学目标是引导学生全面地学习微观体系的内容，包括量

2、子理论、化学键理论和点阵理论三种理论，原子结构、分子结构和晶体结构三种结构以及量子力学、对称性和晶体学相关基础知识。通过这门课的学习，使学生能够利用电子因素和几何因素来解释物质结构与其性质的关系，通过分析典型结构，巩固基本概念和原理，使学生深刻体会“结构决定性能，性能反映结构”的基本原则。主要教学内容包括描述微观粒子运动规律的波函数，即原子轨道和分子轨道，通过轨道的相互作用了解化学键的本质；分子和晶体中原子的空间分布，了解分子和晶体的立体结构。重点掌握原子轨道和分子轨道理论描述微观粒子运动的方法以及掌握多原子分子中的化学键的本质。三、教学内容和要求1、原子的结构和性质（8学时）（1）熟悉氢原子

3、的Schrodinger方程及其解；（2）掌握波函数及电子云的图形；（3）了解多电子原子中相互作用的分类；（4）掌握自洽场近似；（5）掌握屏蔽效应；自旋-轨道相互作用（6）掌握多电子原子的状态；洪德法则。重点：波函数及电子云的图形；自洽场近似；屏蔽效应；自旋-轨道相互作用；多电子原子的状态；洪德法则。难点：自洽场近似2 双原子分子的结构和性质（5学时）（1）掌握氢分子离子的结构及其薛定谔方程；（2）熟悉线形变分法；（3）了解氢分子离子的试探函数的选择，理解其状态及能量；（4）掌握Haa, Hab, Sab的意义；（5）掌握同核双原子分子的结构和性质；（6）了解异核双原子分子的结构和性质；（7）

4、熟悉分子轨道 (MO) 理论；价键理论；重点：氢分子离子的结构及其薛定谔方程；同核双原子分子的结构和性质难点：分子轨道 (MO) 理论；价键理论3 多原子分子的结构和性质 （7 学时）（1）掌握杂化轨道理论； （2）了解非定域分子轨道；休克尔分子轨道理论（3）掌握共轭分子结构；（4）了解C60的结构与性质；（5）了解配位化合物；价键理论； 重点：杂化轨道理论；共轭分子结构难点：休克尔分子轨道理论4 配位化合物的结构（ 2学时）（1）掌握晶体场理论；（2）了解配位化合物的性质；（3）了解分子轨道理论和配位场理论重点：晶体场理论难点：分子轨道理论和配位场理论5 离子键和离子化合物的结构与性质 （2

5、学时）（1）熟悉离子键,离子晶体（2）了解离子键半径；离子的极化；（3）了解氧化物磁性材料；（4）了解氧化物巨磁电阻材料；重点：离子键,离子晶体难点：氧化物巨磁电阻材料6 金属健和金属晶体的结构和性质（2学时）（1）熟悉金属键理论和金属单质的结构；（2）了解合金的结构和性质；（3）了解固体表面的结构；重点：金属键理论和金属单质的结构难点：固体表面的结构7 团簇和超微颗粒的结构和性质 （2学时）（1）了解团簇及起稳定结构；（2）了解超微粒重点：团簇及起稳定结构难点：超微粒8 分子间作用力 （2学时） （1）了解范德华力（2）了解范德华半径及分子的大小；（3）了解氢键和水的结构和性质重点：范德华力难点：范德华半径9 分子的电性和磁性 (2学时) （1）熟悉分子的电性和分子的磁性；（2）了解核磁共振（NMR）和电子顺磁共振(EPR)；重点：分子的电性和分子的磁性难点：分子的电性和分子的磁性四、课程考核（1）作业等：作业：4 次，课程论文： 篇；（2）考核方式：闭卷考试（3）总评成绩计算方式：平时成绩*