結構化學課程教學大綱

1、結構化學課程教學大綱（總學時數：32，學分數：2）一、課程的性質、任務和目的本課程是研究原子、分子和晶體的微觀結構，研究原子和分子運動規(guī)律，研究物質的結構和性能關系的科學，是化學的一個重要分支。這里所指的結構和運動規(guī)律，涉及原子和分子層次的空間排布，涉及微觀粒子所遵循的量子力學規(guī)律，它包括原子中電子的分布和能級組合、分子的化學組成、分子的空間構型和構象、分子中電子的分布、化學鍵的性質和分子的能量狀態(tài)、晶體中原子的空間排布、晶體的能量狀態(tài)等內容。結構化學根據結構決定性能、性能反應結構的基本原則，探討物質的結構與性能間的關系。本課程主要探討物質的靜態(tài)結構，其任務是使學生掌握微觀物質運動的基本規(guī)律，

2、獲得原子、分子及晶體結構的基本理論、基礎知識，了解物質的結構與性能關系，了解研究分子和晶體結構的近代物理方法的基本原理，加深對前修課程，如無機化學、有機化學等的有關內容的理解，為后續(xù)課程的學習打下必要的基礎。二、課程基本內容和要求（一）量子力學基礎1. 微觀粒子的運動特征（理解）2. 量子力學基本假設（理解）3. 勢箱中運動的粒子（理解）重點：與經典物理學理論相矛盾的實驗現(xiàn)象，舊量子理論的內容與優(yōu)缺點。量子力學的基本假設，氫原子的薛定諤方程及求解要點。難點：新概念較多，逐一對新的概念講細講透，氫原子的薛定諤方程求解要點。（二）原子的結構和性質1. 氫原子及類氫離子的Schrdinger方程及其

3、解（掌握）2. 量子數的物理意義（掌握）3. 波函數及電子云圖形（理解）4. 多電子原子結構（了解）5. 電子的自旋（理解）6. 原子光譜項（理解）重點：原子結構的認識，原子軌道的意義、性質和空間圖象，波函數和電子云的圖形和原子光譜項，氫原子薛定諤方程的建立、解法和對其的解釋。難點：多電子原子中心力場近似法及He原子的變分法處理，數學計算繁雜，教學時避免從數學講數學，應對數學結果做深入的分析，對繁雜的數學過程能避開就避開。對新概念講細講透。（三）分子結構1. 氫分子離子結構（理解）2. 分子軌道理論（掌握）3. 雙原子分子結構（理解）4. 共軛體系和休克爾分子軌道理論（理解）5. 分子對稱性（

4、掌握）重點：分子軌道理論、價鍵理論，分子光譜，線性變分法處理H2+ 和H2，共價鍵本質及典型的雙原子分子的電子排布，群的定義，分子點群。難點：線性變分法處理H2+ 和H2，分子軌道理論，分子點群。（四）晶體結構1. 晶體的點陣結構和晶體的性質（理解）2. 晶體結構的對稱性（理解）3. 金屬晶體結構（理解）4. 離子晶體結構（理解）5. 其它鍵型的晶體結構（了解）6. 晶體的X射線衍射晶體結構分析原理（掌握）重點：晶體的對稱性，晶體的結構的表達和應用，晶體的點群和群符號，晶體的X射線衍射原理。難點：晶體的結構的表達和應用，晶體的X射線衍射原理。三、學時分配表序號內 容講授課內實驗小計1量子力學基

5、礎662原子的結構和性質663分子結構10104晶體結構10105合 計3232四、有關說明（一）先修課程高等數學、大學物理、無機化學、有機化學等。（二）教學建議（1）本課程的課堂講授部分突出核心基礎思想、概念。（2）增加背景與前沿，使學生進一步體會結構原理的重要性與應用前景。（3）本課程理論性強、概念抽象、公式較多且應用條件復雜，因此應布置一定的作業(yè)，通過解決問題來幫助學生尋找學習本門課程的學習方法，加深學生對基本概念、基本理論的理解，培養(yǎng)學生的綜合素質。（4）本課程在教學方法和手段等方面，應努力利用多媒體、教學錄像等輔助教學手段，以提高本門課程的課堂教學效益。（三）教學參考書1. 周公度、段連運結構化學基礎（第五版） 北京：北京大學出