1123S02014-稀土化学-教学大纲（理论课程）.docxVIP

PAGE6

附件5-1

ADDINCNKISM.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、4

0.3

2-1：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2

0.3

3-1：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3

0.2

4-1：具有良好的科学文化素养，掌握科学的方法论

课程目标4

0.2

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1

2

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