结构化学教学大纲.doc

结构化学教学大纲 一、本课程的目的和任务 本课程为化学系各本科专业的一门重要基础课程，其任务是使学生掌握微观物质运动的基本规律，获得原子、分子及晶体结构的基本理论、基础知识，了解物质的结构与性能关系，了解研究分子和晶体结构的近代物理方法的基本原理，加深对前修课程，如无机化学、有机化学等的有关内容的理解，为后课程的学习打下必要的基础；通过本课程的学习，培养学生能从物质结构与物质性质（性能）相互关系的基本规律出发，分析和解决问题。 二、本课程的基本要求 本课程包括四部分的内容，各部分的内容和基本要求如下： 1．量子力学基础和原子结构 这部分内容在第一、二章中讲授。要求了解量子力学的基本假设，掌握氢原子的薛定谔方程及求解要点，提高对原子结构的认识，深入理解原子轨道的意义、性质和空间图象。了解多电子原子中心力场近似法及He原子的变分法处理，了解核外电子排布的依据，了解角动量的偶合及原子光谱的意义。 2．化学键理论和分子结构 这部分内容主要在第三、五、六及十章中讲授。要求重点掌握化学键的三个基本理论：分子轨道理论、价键理论和配位场理论。其中第三章要求了解线性变分法处理H2+和H2，了解共价键本质及典型的双原子分子的电子排布。第五章要求掌握价键理论在多原子分子结构中的应用，了解价电子对互斥理论，了解S－P杂化轨道的组成及键角公式。掌握HMO方法及其在共轭分子中的应用，了解前线轨道理论，了解范德华引力等分子间作用力的本质．第六章要求掌握配位场理论在配合物结构中的应用，以及s - p 配键配合物和多原子 p 键配合物的结构。在第十章中了解非金属单质的结构，硼烷、氢的结构化学。 3．点阵理论和晶体结构。 这部分内容主要在第七、八、九章中讲授。要求掌握晶体周期性结构的特点及由此特点决定晶体的各种性质。了解单晶、多晶衍射法的基本原理，了解金属、离子化合物、分子化合物等各类晶体结构的基本型式及规律。 4．分子性质及测定分子和晶体结构的实验方法。 这部分内容主要在第三、四、五及七章中讲授。要求根据分子的几何构型确定分子所属的点群，了解群的表示和特征标表的意义。了解偶极矩、磁化率与分子结构的关系。要求着重了解分子光谱、核磁共振谱、X射线衍射等方法所依据的基本原理，以及这些方法在测定结构中的作用和应用范围，为了解与掌握现代化学中的重要实验方法打下初步的基础。 三、讲授大纲、实习内容及学时安排 本课程安排讲授学时，附有“*”的内容不作要求。 绪论 结构化学课程的任务、内容和学习方法 第一章 量子力学基础知识 （课堂讲授学时） 1 微观粒子的运动特征 2 量子力学基本假设 3 角动量本征方程及其解 4 箱中粒子的Schrodinger方程及其解 第二章 原子的结构和性质 （课堂讲授学时） 1 单电子原子的薛定谔方程及其解 2 量子数及其意义 3 波函数和电子云的图形 4 多电子原子的结构 5 元素周期表与元素周期性质 6 原子光谱 第三章 双原子分子的结构和性质 （课堂讲授学时） 1 H2+的结构和共价键的本质 2 分子轨道理论 3 同核双原子分子的结构 4 异核及双原子分子的结构 5 H2分子的结构和价键理论 6 分子光谱 7 光电子能谱 第四章 分子的对称性 （课堂讲授学时） 1 对称操作和对称元素 2 对称操作群与对称元素的组合 3 分子的点群 4 分子的偶极矩和极化率 5 分子的对称性和旋光性 *6 群的表示 第五章 多原子分子的结构和性质 （课堂讲授学时） l 价电子对互斥理论（VSEPR） 2 杂化轨道理论和离域分子轨道理论 3 休克尔分子轨道法（HMO法） 4 离域键和共轭效应 5 分子轨道对称性和反应机理 6 硼烷及其有关化合物的结构 7 非金属元素的结构特征 8 共价键的键长和键能 第六章 配位化合物的结构和性质 （课堂讲授学时） l.配位场理论要点 2.σ-π配键与有关配合物的结构和性质 3.原子簇化合物的结构与性质 *4 物质的磁性和磁共振 ﹡第七章 次级键及超分子结构化学 （课堂讲授学时） 1. 键价和键的强度 2.氢的结构化学 3.非氢键型次级键 4 范德华力和范德华半径 5 分子的形状和大小 6 超分子结构化学 第八章 晶体的点阵结构和晶体的性质 （课堂讲授学时） 1 晶体结构的周期性和点阵 2 晶体的对称性 3 晶体的结构的表达和应用 4 晶体的点群和群符号 5 晶体的X射线衍射原理 ?第九章 金属的结构和性质 （课堂讲授学时） 1 金属的性质和金属键 2 球的密堆积和金属单质的结构 3 合金的结构和性质 固体表面的结构和性质 准晶 6 非晶态合金 第十章 离子化合物的结构化学 （课堂讲授学时） 1 离子键和点阵能 2 离子半径 3 离子配位多面体