《稀土化学（理论）》课程教学大纲

附件5-1ADDINCNKISM.UserStyle《稀土化学》课程教学大纲（理论课程·2023版）一、课程基本信息课程号1123S02014开课单位化学与材料科学学院课程名称（中文）稀土化学（英文）Rare-EarthChemistry课程性质选修考核类型考查课程学分1+1课程学时34课程类别学科基础课程先修课程《无机化学》适用专业（类）化学、材料化学、高分子化学等二、课程描述及目标（一）课程简介在化学元素周期表中，有一个独特的元素家族——第57至71号镧系元素。稀土就是由镧系元素以及与之同族的钪、钇共17个元素所组成的元素家族。由于稀土矿物在自然界“稀少”且颜色似“土”，因此得名为“稀土”。稀土元素更因具有独特的4f亚层电子结构、大的原子磁矩、强的自旋-轨道耦合、多变的配位数和晶体结构，因而具有十分丰富的光、电、磁等性质，在现代科技、高新技术产业及与人类生活密切相关的各方面得到了广泛应用，特别是在磁学和光学等高新技术材料中，稀土元素的作用是其它元素不可替代的。我国稀土资源拥有量世界第一，且矿藏分布广、元素品种齐全。学习和了解稀土知识，不仅是普通化学学习的需要，更是学科发展和国家目标需求。《稀土化学》课程是本专业的一门学科拓展课程，将系统介绍稀土元素的原子和离子结构及光谱性质，稀土元素各种化合物及配合物的合成、性质及某些规律性，稀土元素的提取、分离等。本课程旨在通过理论教学，使学生掌握各种稀土材料的性能、制备工艺的同时，深入了解稀土化学及材料的科学前沿知识培养自学、讲解、协作和分析的综合能力，为配位化学、纳米材料与技术等后续课程奠定必要的理论基础。（二）教学目标《稀土化学》是化学类专业基础课程《无机化学》的补充，是材料化学和应用化学专业本科生必修课程。目的在于拓展学生知识的视野，使学生掌握稀土元素化学的基础理论，为稀土元素的应用与开发奠定基础。通过开设本课程，讲授稀土元素及其化合物的基础知识、稀土在新材料开发中的作用机理，了解稀土材料在各个领域的应用现状和发展趋势，从而掌握稀土材料的应用知识，为充分利用我国的稀土资源，发展我国自有知识产权的新型稀土材料培养人才。课程目标1：使学生了解稀土元素的基本物理和化学性质，研究稀土元素的结构和性能；课程目标2：为学生将来从事化学与化工类、材料类、稀土工程类等行业奠定理论基础，将我国丰富的稀土资源转化为生产力；课程目标3：使学生具有通过查阅国内外文献，独立获取知识和较强的分析问题、解决问题的能力；课程目标4：培养学生掌握正确的思维和学习方法，通过基础知识和相关实验结合，具有一定的动手能力；课程目标5：通过课本内容与稀土类前沿科研论文相结合，了解稀土化学的发展及前沿应用。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重1-1：系统掌握稀土化学基本理论、基础知识和基本技能，了解稀土化学的知识体系和发展趋势课程目标1、40.32-1：具有扎实的化学各学科的基本理论、基本知识和基本实验技能课程目标20.33-1：掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关知识的基本方法，具有初步的科学研究和实际工作能力；课程目标30.24-1：具有良好的科学文化素养，掌握科学的方法论课程目标40.2四、教学方式与方法《稀土化学》课程课堂教学采用讲解式、启发式、引导式、讨论式等多种形式，使学生积极参与课堂教学活动，调动他们学习的主动性，激发他们学习的兴趣，同时注重理论联系实际、实物演示等，强化学生对知识的理解和记忆。利用自制的多媒体课件丰富教学内容，拓展教学空间，形象、生动、直观地向学生展示难于理解的理论模型和科学实验、科学成果。同时，让学生查阅近年稀土化学类科研文献，让学生在掌握基础知识的同时，了解科研前沿动态。五、教学重点与难点（一）教学重点本课程的教学重点：稀土元素的电子结构、镧系收缩、物理和化学性质、磁性和光学性质、主要三价稀土化合物、稀土元素的配合物等。并在上述理论的指导下，结合稀土材料前沿内容，理解和掌握稀土材料作为战略资源，在现代发展的重要应用。培养学生独立进行化学计算，自学，和利用参考资料等方面的能力。强化学生的专业思想，激发学生学习化学的兴趣。（二）教学难点本课程的教学难点：稀土元素的镧系收缩规律的介绍、稀土元素的光谱、稀土配合物在对外界环境的响应检测方向的应用。理解稀土配合物四分组效应。六、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标1第1章稀土元素概论介绍稀土元素发现史和发展史，稀土元素的存在与分布。2讲授课程目标12第2章稀土元素的电子结构和镧系收缩要求理解和掌握稀土元素的原子和离子的电子组态；原子半径和离子半径。2讲授课程目标13第3章稀土金属要求理解和掌握稀土金属的化学性质、物理性质、稀土金属的制备4讲授课程目标14第4章稀土元素的磁性和光学性质要求理解和掌握稀土元素的磁性、稀土元素的光谱和光学性质。6讲授课程目标15第5章主要三价稀土化合物要求理解和掌握稀土盐类；稀土元素氧化物、氢氧化物；稀土与其它非金属元素的化合物等。6讲授课程目标16查阅该课程相关中外文资料通过学习文献检索方法和实践，掌握查阅科研前沿内容，总结的能力。2演示课程目标3、课程目标57第6章稀土元素低价和高价重要化合物掌握稀土元素的几种价态化合物性质。4讲授课程目标18第7章稀土元素配合物掌握稀土配合物的性质、制备方法、特点。4讲授课程目标19第8章有机溶剂萃取法分离稀土元素要求深刻理解和重点掌握的内容：稀土元素的溶剂萃取分离法。2讲授课程目标110实验室动手操作能力学习通过实验了解稀土发光材料的相关理论知识，培养学生动手能力2演示课程目标2、课程目标4合计34七、实验内容、基本要求与学时分配序号实验项目名称实验内容与要求学时类型对应课程目标1演示性课程目标12验证性课程目标23设计性课程目标34探究性课程目标1其他……合计注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括“演示性”、“验证性”、“设计性”、“探究性”、“其它”等。八、学业评价和课程考核（一）考核类型：考试☑考查（二）考核方式：开卷考试闭卷考试☑课程论文课程报告其它：（三）成绩评定：考核依据建议分值（百分比）考核/评价细则对应课程目标过程考核50%出勤10%学生考勤情况课程目标1作业20%课后作业完成进度、正确性课程目标3表现20%课堂回答问题课程目标4期末考核50%以课程报告的形式总结课程内容课程目标1课程目标3课程目标4课程目标5九、课程目标达成评价课程目标的实际达成效果计算方式如下，达成值越高，教学效果越好。课程目标达成度=毕业要求指标点达成度=十、教材与教学参考书（一）教材《稀土元素及其分析化学》，李梅等编著，化学工业出版社出版，2015年，第1版。（二）教学参考书1.《稀土纳米材料》，“十三五”国家重点出版物，化学工业出版社出版，张洪杰等编著，2018年，第1版；2.《无机