《无机化学》 教学大纲

PAGEPAGE17一、说明：

《无机化学》教学大纲课程的性质、地位和任务无机化学是研究除碳氢化合物及其衍生物以外的其他元素和化合物的组成、结构、性质及变化规律的一门学科。它是应用化学和材料化学专业的主要专业基础课，通过无机化学的学习，使学生掌握牢固的无机化学基本知识，同时为后继课程的学习准备必要的基础知识。本课程的主要任务是：使学生掌握元素周期律、分子结构、氧化还原、配合物、化学热力学、化学平衡、化学反应速率等基本原理基础知识，理解化学变化中物质的组成、结构与性质的关系，初步从宏观和微观的角度理解化学变化的特征，掌握常见元素及化合物主要性质、结构、存在、制备方法及应用。为以后学习、科研、工作打下牢固的专业基本。课程教学的基本要求本课程的对象是大学一年级的学生，从培养高等专业人才的整体要求出发，应体现无机化学在化学教学中的基础作用，教学中应遵循教学规律，注意与中学知识的衔接。加强理论知识与元素化合物知识的联系，体现与其它边缘学科的融合与交叉，充分反映学科发展的新成果。在教学过程中培养学生学会对所学知识归纳总结能力，利用参考资料与网络途径的自学能力，及应用所学知识分析问题、解决问题能力与创新能力。教师应广泛阅读有关参考资料，了解本学科的发展前沿，随时补充新内容，使学生了解到本学科的重要发展动向及成果；改变教育观念和教学方法，努力改善课堂教学效果，提高教学质量。课程教学改革增加重要化合物在实际中的应用介绍，加强新知识应用介绍。注重与边缘科学知识的联系，扩大学生的知识面。二、大纲内容（共计26课时）绪论1学时第一章原子结构和元素周期系2学时§1-1§1-2§1-3原子的起源和演化§1-4氢原子结构和波尔行星模型氢原子光谱玻尔理论薛定谔方程与量子数,氢原子的基态,氢原子的激发态§1-5氢原子结构的量子力学模型电子的波粒二象性德布罗意关系式森堡测不准原理氢原子的量子力学模型§1-6基态原子电子组态构造原理基态原子电子组态§1-7元素周期系元素周期律，元素周期系，及元素周期表§1-8元素周期性原子半径电离能电子亲和势电负性的核外电子的排布,原子结构与元素周期律.性认识,使微观世界尽量具体化,减小学生对抽象知识认识的难度.思考题:氢光谱为什么是线状光谱？原子轨道、几率密度和电子云等概念有何联系和区别？下列说法是否正确？应如何改正？(1)sp(21(3)主量子数为3时，有3s、3p、3d、3f四条轨道。E1s＜E2s＜E3s＜E4s；E3s＜E3p＜E3d；E4s＜E3d。原子的电子层结构和元素性质的周期性是怎样的？第二章分子结构2学时§2-1价键理论§2-2价层电子互斥模型§2-3杂化轨道理论杂化轨道理论基本要点Sp3Sp2Sp§2-4分子轨道理论§2-5共轭大π键§2-6共价分子的性质键长共价半径键能键角键的极性与分子的极性§2-7分子间力范德华力氢键重点、难点.1.价键理论、.杂化轨道理论、.价层电子对互斥理论、分子轨道理2.3.思考题:sp为什么氧分子具有顺磁性？氯分子、氮分子呢？氢键是怎样形成的，对物质的性质有何影响？HFHI?离子键、共价键、氢键的特点是什么？什么是离子极化、分子极化？对化合物的性质有什么影响？第三章晶体结构2学时§3-1晶体晶体的宏观性质晶体的微观性质§3-2晶胞§3-3金属晶体金属键金属晶体的堆积模型§3-4离子晶体离子离子键：晶格能离子晶体的结构模型§3-5分子晶体与原子晶体分子晶体原子晶体重点、难点.1.晶体结构与特点。教学建议:讲述与模型演示及课堂讨论。思考题:晶体的特征有那些?离子键特点是什么？什么是离子极化、分子极化？对化合物的性质有什么影响？第四章配合物2学时§4—1配位化合物的基本概念配位化合物的定义配位化合物的组成、命名与书写§4-2配合物异构现象与立体结构§4-3§4-41.d2.高自旋与低自旋，成对能晶体场的稳定化能重点、难点：1.配位化合物组成、命名、空间结构。2.配合物的化学键理论及应用。建议教学方法：利用讲授与启发式教学结合，使学生透彻理解空间结构、化学键理论。思考题:配合物价键理论的要点是什么?晶体场理论要点是什么?影响配合物稳定性的因素有那些?如何判断配合物是内轨还是外轨型配合物？第五章化学热力学基础2学时§5-1化学热力学研究的对象§5-2基本概念:系统与环境；浓度，物质的量，气体，相，热和功，状态与过程，状态函数。§5-3化学热力学的四个重要状态函数热力学能，焓，自由能，熵§5-4化学热力学的应用盖斯定律及应用生成焓与生成自由能及应用利用焓变，熵变计算化学反应自由能变。吉布斯—亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程及化学反应方向的判断教学方法建议：采用讲述与归纳总结相结合的方法，尽量将抽象的概念具体化。减少学生对抽象问题理解的难度。通过多练，让学生充分掌握所学内容。思考题:1.状态函数有什么特点？指出下列各物理量中哪些是状态函数？其中哪些是广度性质？哪些是强度性质？T、P、V、Q、W、V、H、S、G、QP、QV、θ2.下列公式适应的条件：（1）△V=QV，（2）△H=QP（3）△V=△H（4）△V=W（5）)()()(θmrθmrθmrTSTTHTGΔ−Δ=Δ①3H2(g)+N2(g)=2NH3(g)②(g)NH(g)H(g)N3223221=+书写热化学反应方程式的注意事项？下列说法是否正确？为什么？放热反应均自发？混乱度减小的反应均不自发。某反应，表明此反应在任何情况下均自发。0(298.15K)θmr<ΔG6．第六章化学平衡常数1学时§6-1§6-2标准平衡常数经验平衡常数偶联反应平衡常数§6-3.浓度对化学平衡的影响§6-4压强对化学平衡的影响§6-5.温度对化学平衡的影响难点、重点：标准平衡常数,等温方程式,化学平衡移动。教学方法建议:利用启发与讨论式教学,通过多练加强对知识的理解。思考题:化学反应的平衡状态具有什么特征？化学平衡常数的意义是什么？书写平衡常数表达式时应注意哪些事项？在式中,Kθθmrln)(K－RTTG=Δ⊖的标准摩尔自由能变。这种说法是否正确？)(θmrTGΔK⊖KpK⊖Kc什么叫平衡转化率？它与那些因素有关？第七章化学动力学基础2学时§7-1化学反应速率概述平均速率与瞬时速率反应进度§7-2浓度对化学反应速度的影响速率方程反应级数速率常数：用实验数据建立速率方程利用速率方程进行计算§7-3温度对化学反应速度的影响及阿仑尼乌斯公式§7-4反应历程基元反应与反应分子数§7-5碰撞理论和过渡状态理论碰撞理论过渡状态理论§7-6催化剂对反应速度的影响难点、重点:浓度,温度对化学反应速度的影响,教学方法建议:利用讲授与讨论式教学,通过做题多练,加深对知识的理解。思考题:什么叫化学反应级数？如何确定反应的级数？什么叫活化能？影响化学反应活化能的因素有哪些？影响化学反应速率的因素有哪些？反应速率受浓度影响的原因是什么？受温度5．酶催化的特点是什么？第八章水溶液2学时§8-1溶液的浓度和溶解度.1.溶液的浓度（1）质量浓度（2）物质的量的浓度（3）质量摩尔浓度（4）质量分数（5）摩尔分数（6）体积分数2.溶液的溶解度§8-2非电解质稀溶液的通性溶液蒸气压下降（1）蒸气压（2）溶液蒸气压下降-拉乌尔定律（3）压下降的应用溶液沸点升高（1）纯液体的沸点（2）溶液的沸点上升（3）应用溶液凝固点下降,（1）纯液体的凝固点（2）溶液的凝固点下降（3）应用溶液的渗透压（1）溶液的渗透压（3）应用§8-3电解质溶液重点、难点：稀溶液的依数性。教学建议：可采取启发式方法,精讲多练,促进学生对知识的掌握和理解.思考题:00℃盐水中，各会出现怎样的现象？为什么？在同一钟罩内放一杯纯水和一杯浓糖水，会出现怎样的现象？什么是溶液的依数性？稀溶液依数性与溶液中溶质的粒子数定量关系有哪些？施肥过多会使作物枯萎的原因是什么？浮在海面上的冰ft中含盐量很少，为什么？第九章酸碱平衡2学时§9-1酸碱质子理论§9-2水的离子积和pH§9-3酸碱盐的电离平衡强电解质弱电解质拉平效应与区分效应§9-4水溶液中化学平衡的计算一元弱酸一元弱碱同离子效应多元弱酸弱碱的电离§7-5缓冲溶液重点、难点:1.弱酸弱碱的解离平衡和pH的计算,2缓冲溶液,pH度积规则，指导学生练习应用，加深对知识的理解。思考题:解离度与浓度有什么关系？为什么？在酸碱质子理论中，什么是酸？什么是碱？酸碱反应的实质是什么？中应属于什么物质？电解质溶液的解离度和解离平衡常数有何关系？什么是同离子效应和异离子效应？当二者共存时，何者为主？缓冲溶液为什么对外加酸、碱及稀释有缓冲作用？第十章：沉淀平衡1学时§10-1溶度积原理溶度积常数溶度积原理溶度积和溶解度同离子效应影响难溶物的其他原因§10-2沉淀与溶解沉淀的生成和溶解沉淀转化重点、难点:1.溶度积原理2.沉淀的生成和溶解教学方法的建议:讲述与讨论法思考题:什么是溶度积原理？溶解度和溶度积的关系是什么？pH种难溶氢氧化物。Cl-Br-I-AgNO3AgClAgBr和AgI能否分步沉淀完全？若能分步沉淀，其顺序如何？第十一章电化学基础1学时§11-1氧化还原反应氧化值和氧化态氧化还原半反应氧化还原反应方程式的配平（1）氧化数法（2）离子-电子法§12-2原电池原电池简介半电池、原电池符号、电极的分类电动势、标准氢电极和标准电极电势能斯特方程能斯特方程的应用电极电势的计算§11-3实用原电池难点、重点：1.电极电势2.电动势与反应自由能的关系3.影响电极电势的因素教学建原理华彤文议：利用讲述与讨论的教学方法,精讲多练,加强记忆。思考题:影响电极电势的因素有那些?关系怎样?电池电动势与自由能的关系是怎样的?如何利用电极电势的相对大小选择合适的氧化剂与还原剂.如何利用元素电势图、氧化态图、电势-pH第十二章配位平衡1学时§12-1配合物的稳定常数稳定常数和不稳定常数配离子逐级形成常数§12-2影响配合物在溶液中的稳定性的因素中心原子的结构和性质的影响配体性质的影响§12-3溶解度氧化与还原酸碱性难点与重点：1.稳定常数2.影响配合物在溶液中的稳定性的因素，3教学建议：利用讲述与讨论的教学方法,精讲多练,加强记忆思考题:配合物稳定常数表示什么意义?中心原子的结构和性质对配合物的稳定性的影响是怎样的?配体性质对配合物的稳定性的影响是怎样的?.第十三章氢稀有气体1学时§13-1氢§13-2稀有气体难点与重点：1.氢的性质与用途2.稀有元素的性质与用途.教学建议:可采取讨论法,自学指导法.思考题:为什么氢是理想的二级能源？那种稀有气体可作低温制冷剂,那种稀有气体最便宜.VBMOXeF2氢和稀有气体结构有什么特点？氢和稀有气体各有那些主要性质？第十四章卤素元素1学时§14—1卤素的通性卤素的结构与化学特性卤素的成键特征§14—2卤素单质及其化合物单质的物理性质单质的化学性质单质的制备和用途§14—3氟氯溴碘的化合物卤化氢和氢卤酸：物理性质与化学性质、制备、性质比较征、多卤化物的结构拟卤素及拟卤化合物：拟卤素、氰及氰化物卤素的氧化物：OF2、ClO2、I2O5盐，卤素含氧酸及其变化规律重点、难点：1.卤素单质、氢卤酸、含氧酸及其盐的性质、制备和应用。2.含氧酸的氧化还原性建议教学方法：1.对于元素电势图、氧化态—自由能图、水合离子热等每一章都涉及的内容一次讲透，以便以后学生自学。2.讲授与启发式教学方法思考题：HClO3I2I2KIKClO，KClO3KClO4，用什么方法加以鉴别？卤素含氧酸的氧化性的规律是怎样的？卤素元素结构有什么特点？主要化学性质有那些？第十五章氧族元素1学时§15—1氧族元素的通性§15—2氧及其化合物氧、臭氧：制备、结构、性质、氧化物、用途氧的成键特征氧、臭氧在自然界中的存在与作用过氧化氢：过氧化氢的结构、性质、制备、用途§15—3硫及其化合物单质硫：同素异形体，硫在自然界的存在与转化、单质硫的制备、结构与性质硫化物与多硫化物连二亚硫酸、硫酸及其盐、焦硫酸、硫代硫酸、过硫酸及其盐、连硫酸及其盐硫的其它化合物§15—4硒和碲硒和碲单质、氢化物、含氧酸等性质及应用重点、难点：1.臭氧的结构，过氧化氢的结构、性质、制备.2.硫的氢化物、氧化物、含氧酸及其盐的结构、性质制备与用途。建议教学方法：启发与讨论式教学方法，讨论硫的各种盐的性质、应用。思考题：为什么油画久置后，会发暗、发黑？FeCl3H2SFe2S3氧族氢化物酸性变化规律是怎样的？氧族氢化物热稳定性变化规律是怎样的？O2O3过氧化氢的结构特点是怎样的？主要化学性质有那些？第十六章氮、磷、砷1学时§16—1§16—2氮：制备、性质氮的氢化物:氨、联氨、羟氨、氢叠氮酸及铵盐氮的含氧化合物：氮的氧化物、氮的含氧酸氮的其它化合物§16—3磷及其化合物磷化氢磷的氢化物、磷的卤化物、磷的硫化物磷酸盐、亚磷酸、次磷酸§16—4砷单质砷的化合物：氢化物、氧化物、氯化物、硫化物难点、重点：1.氮和磷的氢化物、氧化物、含氧酸及其盐的结构、性质制备、应用。2.砷的化合物的性质与应用。建议教学方法：