《结构化学》课程教学大纲（本科）.pdf

结构化学 Structural Chemistry 课程代码 学 分：3 学 时： 45 （其中：讲课学时：45 ；实验学时：0 ；上机学时：0 ；课外: 25 ） 先修课程：无机化学、高等数学、普通物理、有机化学、分析化学、物理化学 适用专业：化学（师 ）、应用化学 教 材：《结构化学基础》；周公度、段连运主编，北京大学出版社，2017 年第五 版。 一、课程性质与课程目标 （一）课程性质 《结构化学》课程是化学专业本科的一门主要基础理论课，它的理论和实验方法已越来越广泛 地被应用到化学各个学科中去。本课程的任务是：使学生掌握微观物质运动的基本规律、获得原子、 分子和晶体结构的基础理论、基础知识，了解物质结构与性能的相互关系，了解研究分子和晶体结 构近代实验方法的基本原理，加强对先行课程有关内容的理解，为后继课程和科学研究打下必要的 基础。通过本课程的学习，进一步培养学生从物质结构与性能相互关系的基本规律出发分析和解决 问题的能力。 （二）课程目标 课程目标 1： 系统地掌握化学基础知识和基本理论，熟练地掌握化学实验的基本技能。 课程目标 2 ：掌握本专业所需的各相关学科的基础理论，基本知识和基本技能。 二、课程内容与教学要求 绪论 第一章 量子力学基础知识 （一）课程内容 1. 微观粒子的运动特征； 2. 量子力学基本假设； 3. 箱中粒子的 Schrodinger 方程及其解。 1 / 6 （二）教学要求 1. 了解原子、分子和晶体中电子运动的基本规律； 2. 了解 Schrodinger 方程得来的线索； 3. 了解用量子力学原理研究原子结构的基本方法。 （三）重难点 1. 重点：量子力学基本假设； 2. 难点：箱中粒子的 Schrodinger 方程及其解。 第二章 原子的结构和性质 （一）课程内容 1. 单电子原子的 Schrodinger 方程及其解； 2. 量子数的物理意义； 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。 （二）教学要求 1. 了解量子力学对单电子原子结构的处理方法； 2. 掌握原子轨道径向分布图、轨道能和电子结合能； 3. 掌握元素周期表、电离能、电子亲和能、电负性的概念； 4. 理解原子光谱的概念、光谱项的表示方法和原子光谱的应用。 （三）重难点 1. 重点：波函数和电子云的图形； 2. 难点：单电子原子的 Schrodinger 方程及其解；原子光谱。 第三章 共价键和双原子分子的结构化学 （一）课程内容 1. 氢分子离子的结构和共价键的本质； 2. 分子轨道理论和双原子分子的结构； 3. 氢分子的结构和价键理论； 4. 分子光谱。 2 / 6 （二）教学要求 1. 了解量子力学对氢分子离子、氢分子结构的处理方法； 2. 掌握分子轨道的类型、符号和能级次序； 3. 了解分子轨道法和价键法的区别； 4. 了解分子光谱的基本原理和应用； 5. 掌握双原子分子的刚性转子模型和谐振子模型。 （三）重难点 1. 重点：分子轨道理论和双原子分子的结构; 分子光谱； 2. 难点：氢分子离子的结构和共价键的本质。 第四章 分子的对称性 （一）课程内容 1. 对称操作和对称元素； 2. 对称操作与对称元素的组合； 3. 分子的点群； 4. 分子的偶极矩和磁化率； 5. 分子的手性和旋光性。 （二）教学要求 1. 理解分子点群和分子对称性的关系； 2. 掌握分子的旋光性与分子对称性的关系； 3. 了解分子的偶极矩和磁化率的概念、实验测定方法。 （三）重难点 1. 重点：对称操作和对称元素；分子的点群； 2. 难点：分子的点群。 第五章 多原子分子的结构和性质 （一）课程内容 1. 多原子分子结构的