《结构化学》课程教学大纲

1、结构化学 课程教学大纲 一、课程的基本信息适应对象：本专科层次，化学、应用化学专业课程代码：17E01016学时分配：48赋予学分：3先修课程：无机化学、有机化学、高等数学、工程数学、大学物理后续课程：量子化学 二、课程性质与任务结构化学是研究原子、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、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。

2、三、教学目的与要求使学生了解掌握基本的量子力学概念及其物理意义和简单应用；使学生了解结构与性能间的联系；了解各种物质具有其特性的结构根源；使学生能用结构化学基本原理解释其它化学学科中的各种规律。四、教学内容与安排1、量子力学基础知识：8学时微观粒子的运动特征：黑体辐射、能量量子化、测不准原理的概念；光电效应与实物粒子的波粒二象性的计算。量子力学基本假定：波函数的物理意义；力学量与算符、线性算符、本征态、本征值的概念；重点理解态叠加原理、平均值的计算方法。箱中粒子的schrdinger方程：一唯势箱粒子的波函数及应用；结合态叠加原理求算力学量的平均值；理解简并度的概念和用量子数描述波函数书写方式

3、。2、原子的结构和性质：8学时单电子原子的schrdinger方程的物理意义，数学处理方法；量子数的物理意义与波函数的符号表示方法；原子轨道表示方法与量子数的关系；S轨道波函数距离图形；径向分布函数；节面，极大值的概念；原子轨道轮廓图。多电子原子的结构：自洽场、中心力场的原理；有效核电荷的概念；屏蔽常数与有效半径的求算；基态原子电子排步原则。3、原子光谱：4学时基态、激发态的概念；原子发射光谱与原子吸收光谱形成的原因；光谱项的概念；原子轨道能级的分裂；原子的量子数，及与单电子的量子数的关系；量子数与原子轨道、能级的关系；光谱项、光谱支项的写法；非等价电子组态原子光谱项求算；等价电子p2组态原子

4、光谱项求算；原子光谱跃迁的选择定律；等价组态电子排布、光谱项、光谱支项、六个量子数的关系；谱项能级高低的判断。4、双原子分子的结构和性质：4学时处理分子结构的三个理论；各理论应用范围；原子轨道线性组合为分子轨道；久期行列式；各积分代换的物理意义；原子轨道重新组合分裂为成键轨道与反键轨道；两个1S轨道组合为成键轨道与反键轨道的波函数图象表述；分子轨道的概念；分子轨道的形成条件；对称性匹配的具体图示；分子轨道的类别、各自的特点；分子轨道对称性的表示；键级的计算；第二周期同核双原子分子的分子轨道能级顺序；sp混杂；二周期同核双原子分子价电子排布；分子的顺磁性与反磁性判断标准；异核双原子分子电子排布；

5、价键理论的概念。5、分子的对称性：4学时对称操作和对称元素；旋转、对称中心、镜面、反演、反轴、旋转反演、映轴、旋转反映的定义；分子点群的分类；分子点群的判断；偶极矩和极化率；分子的旋光性。6、多原子分子的结构和性质：6学时价电子对互斥理论与分子空间排布；杂化轨道理论与分子空间排布；定域、离域的概念；HMO法的基本内容；分子图的求算过程；丁二烯、丙烯基分子图的求算；苯的分子轨道能级及环状共轭多烯的能级；萘和奥的分子图；分子轨道的对称性和反应机理；前线轨道理论；分子轨道对称守恒原理。7、晶体的点阵结构和晶体的性质：8学时晶体结构的周期性和点阵；点阵和结构单元；点阵单元；晶体结构的对称性；晶胞；晶系；晶体的空间点阵型式；点阵点、直线点阵和平面点阵的指标；晶体结构的表达及应用；晶体的X射线衍射；Bragg方程；多晶衍射法；简单晶体的结构的衍射结果。8、金属的结构和性质：2学时金属键和金属的一般性质；球的密堆积和金属单质的结构；合金的结构和性质。9、离子化合物的结构化学：2学时离子晶体的若干简单结构型式；离子键和点阵能；离子半径；离子配位多面体及其连接规律。10、配位化合物的结构和性质：配位化合物的基本概念；价键理论、晶体场理论、分子轨道理论的应用；配位场理论；ML6八面体的分子轨道；八面体场的分裂能。 五、教学设备和设施多媒体教室、U盘六、课程