专业基础课-《无机化学》课程教学大纲

《无机化学》课程教学大纲适用对象：药学专业（学分：2学时：36）课程属性：专业基础课开课单位：华侨大学生物医学学院一、课程的性质和任务：无机化学是药学专业基础课之一，它是本科生在一年级的必修课程，与\o"有机化学"有机化学、药物化学、\o"分析化学"分析化学、\o"药剂学"药剂学等学科关系密切。它的教学目的是使学生在掌握物质结构概念、元素周期律、溶液理论、酸碱理论、化学平衡以及配位化合物等基本理论的基础上，学习重要化学元素及其化合物的理化性质，并使学生逐步养成辩证唯物主义的观点、科学的工作方法，逐渐提高学生分析问题和解决问题的能力，从而为学生后续课程的学习及今后的工作和科研奠定必要的基础。二、教学内容和要求（含每章教学目的、基本教学内容和教学要求）：无机化学是药学类本科生的第一门专业基础课。本课程先讲述原子结构、分子结构、沉淀溶解平衡、酸碱解离平衡、氧化还原和配位解离平衡等基础理论。并在此基础上讲述元素周期表中各主族、副族元素单质、化合物的存在、性质、制备及用途等有关知识，具体内容如下：第一章原子结构(6课时)教学目的和要求：掌握四个量子数的物理意义和它们的取值限制，量子数组合和原子轨道的关系；基态原子核外电子的排布规律；屏蔽效应；元素周期表中的周期、族、区的划分与原子核外电子排布的关系。熟悉原子轨道与波函数，概率、概率密度与电子云；原子轨道的角度分布图与径向分布函数的意义与特征。了解氢原子的Bohr模型的假设、贡献与不足之处，基态、激发态和跃迁等概念，电子的波粒二象性，不确定原理，波动方程的意义，电子云的径向分布。教学内容：介绍了微观粒子运动的波粒二象性和Bohr的氢原子结构理论，在此基础上重点介绍了核外电子运动的各种状态和排布规律；介绍了Schrodinger方程和波函数及其物理意义；四个量子数；概率、概率密度、电子云以及原子轨道之间的关系。介绍了屏蔽常数以及原子轨道能量的计算；还着重讨论了周期表中各元素原子的核外电子排布，以及元素性质周期性变化的规律和原子核外电子结构的关系。介绍了原子半径、电离能、电子亲合能和电负性的意义及在周期表中的变化规律。第二章分子结构(6课时)教学目的和要求：掌握离子键、共价键(键和键)的形成过程，以及杂化轨道和分子轨道理论；多原子分子或离子的形状和价层电子对互斥模型，成键电子对和孤电子对，判断简单分子的形状；分子间相互作用力与氢键的概念、特点以及与某些物理性质的关系。熟悉各种键参数的含义，键能和化学反应热的关系。了解Born-Haber循环；物质的性质与其分子结构的关系；离子键与共价键的区别与联系；构成晶体的分子、离子或原子在空间的排列影响晶体性质。教学内容：重点介绍共价键(键和键)的形成过程，键和键的区别与联系。讲解经典共价键理论、杂化轨道理论、分子轨道理论以及价层电子互斥理论，每一种理论的基本要点、局限性及其应用；介绍了分子间相互作用力；离子键的形成和特点；离子晶体的特征、类型和晶格能、离子的极化对化学键类型和化合物性质的影响。第三章溶解与沉淀(2课时)教学目的和要求：掌握难溶电解质的组成与溶度积常数表达式的关系，沉淀的形成与转换的计算。熟悉同离子效应和盐效应对难溶盐的溶解-沉淀平衡的影响。了解离子晶体和分子晶体的溶解过程的热效应和熵效应。教学内容：介绍了溶解过程的溶解焓和溶解熵；物质的溶解度和难溶电解质的溶度积常数之间的区别与联系；沉淀的生成和溶解；分步沉淀和沉淀的转化；介绍了溶度积规则，如何判断沉淀-溶解平衡的移动方向。第四章酸和碱(4课时)教学目的和要求：掌握酸碱质子理论及其应用；弱电解质的电离平衡及稀释定律的概念和应用；缓冲溶液的基本概念及计算。熟悉影响缓冲溶液性能的因素，缓冲溶液的选择和配制；了解路易斯酸碱概念、电离理论、溶剂理论、电子理论以及软硬酸碱理论。教学内容：介绍了酸碱的基本理论(电离理论、质子理论、溶剂理论、电子理论和软硬酸碱理论)；重点介绍了质子理论的基本要点和应用。介绍了弱酸、弱碱以及多元弱酸的解离平衡，酸、碱溶液中H3O+、OH-浓度的计算方法；盐溶液的水解平衡的计算问题；缓冲溶液的基本概念、缓冲能力、配制方法和pH的计算。第五章氧化与还原(2课时)教学目的和要求：掌握氧化还原反应的基本概念以及反应方程式的配平方法；原电池的电动势和氧化还原电对的电极电势的基本概念，熟练地运用标准电极电势表来判断氧化剂和还原剂的相对强弱，氧化还原反应的方向、反应次序和平衡常数的计算；能斯特方程以及各种因素对电极电势的影响及有关计算。熟悉原电池组成式的书写，电池反应及电池电动势的定义，标准电动势、标准吉布斯自由能变化和标准平衡常数之间的关系。了解涉及有机物的氧化还原反应的配平，电极电势产生的机制，原电池的结构及工作原理，元素电势图。教学内容：介绍了氧化还原反应的基本概念和氧化还原反应方程式的配平；原电池的组成以及电动势的计算；氧化还原电对的电极电势；电极电势在氧化还原反应中的应用；能斯特方程以及影响电极电势的因素及计算；元素电势图计算及应用。第六章配位化合物(6课时)教学目的和要求：掌握配合物的组成特点及配合物的命名方法；配合物的价键理论和晶体场理论及其基本应用；配位平衡的基本概念，并熟悉影响配位平衡的因素及计算问题。熟悉常见配体和配合物的命名，配合物的键合异构和顺反异构现象，螯合效应，酸碱平衡和沉淀平衡对配位平衡的影响。了解配位平衡与氧化还原平衡之间的相互影响，生物体内的配合物和配合物药物。教学内容：介绍了配位化合物的基本概念以及命名；配位化合物的空间结构和异构现象；配位化合物的价键理论和晶体场理论的基本要点、应用及局限性；介绍了配位化合物稳定性的影响因素；配位平衡的影响因素及计算；软硬酸碱理论。第七章s区元素(2课时)教学目的和要求：掌握NaOH和KOH的基本性质以及s区元素常见的化学反应。熟悉s区元素的通性，Na2O2、NaO2、CaO、碱土金属氢氧化物和s区元素常见盐类性质。了解s区元素的生物学效应及常用药物的性质和临床应用以及金属离子的分析鉴定。教学内容：介绍了s区元素性质的通性；s区元素的单质、氧化物(氧化物、过氧化物、超氧化物和臭氧化物)、氢氧化物和常见盐的性质以及常见的化学反应；对角线规则；金属离子的鉴定；生物学效应及常用的药物。第八章d区、ds区和f区元素(4课时)教学目的和要求：掌握铬酸盐、重铬酸盐、高锰酸钾和二氧化锰的性质，常见铁(II、III)盐及重要的铁(II、III)和铂(II)配合物的性质，常见铜(II)、锌(II)和汞(I、II)盐的性质。熟悉d区和ds区元素的通性、配位化学特征及常见化合物的颜色特征，常见d区和ds区元素氧化物和氢氧化物的性质；d区和ds区单质的主要物理性质及化学性质，f区元素的通性和重要化合物的性质。了解常见的配合物在药物中的应用。教学内容：介绍了铬、锰、铁的氧化物，氢氧化物及其重要盐类的性质；Cr(III)和Cr(VI)化合物的酸碱性、氧化还原性及其相互转化；Mn(II)、Mn(IV)、Mn(VI)和Mn(VII)等重要化合物的性质；CrOeq\o(\s\up6(2-),\s\do2(7))、CrOeq\o(\s\up6(2-),\s\do2(4))、Cr3+、MoOeq\o(\s\up6(2-),\s\do2(4))、MnOeq\o(\s\up6(-),\s\do2(4))、Mn2+等离子的鉴定；水溶液中各离子的存在形式及其重要反应；Fe3+和Fe2+等离子的鉴定。第九章p区元素(2课时)教学目的和要求：掌握重要p区元素(包括卤素、氮、硫、磷、碳和硅等)单质、氧化物、氢化物、含氧酸及其盐的基本性质、结构及基本用途，氧单质的性质及应用。熟悉含氧酸的类型、结构及性质特点，硼族元素的缺电子引起的结构特征。了解离域键的形成及作用，重要离子的鉴定方法及原理。教学内容：介绍了p区元素单质、氧化物、氢化物、含氧酸及其盐的基本性质、结构及基本用途，p区元素的生物学效应及常用的药物。三、课程的重点和难点：第一章原子结构重点：用四个量子数对原子轨道进行描述以及核外电子排布的三原则，屏蔽常数和原子轨道能量的计算。并用所得到的结论对元素性质的周期性进行解释。难点：有关原子结构理论的描述；对核外电子运动的量子力学的研究方法，即电子运动的波动方程Schrodinger方程的理解；对四个量子数的物理意义、取值规则的理解与应用。波函数和电子云的有关图形表示与意义。第二章分子结构重点：重点介绍共价键(键和键)的形成和本质，以及各种成键理论。离子键的特点和离子晶体的基本特性。难点：对几种成键理论的理解，以及离子极化对化学键类型和化合物性质的影响。第三章溶解与沉淀重点：掌握溶解沉淀平衡的关系，掌握溶度积规则判断沉淀生成与溶解。难点：计算说明难溶电解质在特定条件下的溶解度，判断沉淀生成、溶解的可能性。第四章酸与碱重点：应用化学平衡原理的基本概念，讨论弱电解质（弱酸、弱碱）在水溶液中的电离平衡特点及缓冲溶液的概念，学习掌握酸碱质子理论的基本概念。难点：以酸碱质子理论的观点判断物质的酸碱性及其强度，熟练掌握有关缓冲溶液pH的计算方法。第五章氧化与还原重点：氧化还原反应涉及的一些基本概念和氧化还原反应方程式的配平。电极电势在氧化还原反应中的应用以及影响电极电势的因素。难点：元素电势图的理解与应用，非标准状态时电极电势的计算。第六章配位化合物重点：配合物的定义、组成和命名方法；配合物的价键和晶体场理论与应用；配位平衡的基本概念及影响平衡移动的和配合物稳定性的主要因素。难点：用价键和晶体场理论对配合物的空间结构、磁性、稳定性以及颜色进行解释。第七章s区元素重点：s区元素的单质、过氧化物、超氧化物和氢氧化物的性质以及常见的化学反应和对角线规则。难点：过氧化物和超氧化物的分子结构的理解。第八章d区、ds区和f区元素重点：常见过渡金属元素的盐、重要配合物的性质以及颜色特征。难点：过渡金属元素不同氧化态的相互转化；重要过渡金属离子的鉴定。第九章p区元素重点：卤化氢的还原性、酸性、稳定性的变化规律；卤化物的性质；氯的含氧酸及其盐的性质；氧族元素的通性；氮族元素的通性；碳族元素的通性。难点：硼族元素的缺电子引起的结构特征。四、参考性教学时间安排：教学内容授课学时实验（上机）学时实践学时第一章原子结构6第二章分子结构6第三章溶解与沉淀2第四章酸与碱4第五章氧化与还原2第六章配位化合物6第七章s区元素2第八章d区、ds区和f区元素4第九章p区元素2总复习2合计36五、教材和主要参考书：教材：《无机化学》第七版张天蓝主编,人民卫生出版社，2011.7主要参考书：1)曹锡章、宋天佑编，《无机化学》，高等教育出版社，1992.42)袁万钟．无机化学（第四版），高等教育出版社，2001.6 六、其他说明：1.教学