結(jié)構(gòu)化學(xué)課程教學(xué)大綱

1、結(jié)構(gòu)化學(xué)課程教學(xué)大綱（總學(xué)時(shí)數(shù)：32，學(xué)分?jǐn)?shù)：2）一、課程的性質(zhì)、任務(wù)和目的本課程是研究原子、分子和晶體的微觀結(jié)構(gòu)，研究原子和分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律，研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系的科學(xué)，是化學(xué)的一個(gè)重要分支。這里所指的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)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(xué)規(guī)律，它包括原子中電子的分布和能級(jí)組合、分子的化學(xué)組成、分子的空間構(gòu)型和構(gòu)象、分子中電子的分布、化學(xué)鍵的性質(zhì)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(nèi)容。結(jié)構(gòu)化學(xué)根據(jù)結(jié)構(gòu)決定性能、性能反應(yīng)結(jié)構(gòu)的基本原則，探討物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系。本課程主要探討物質(zhì)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，其任務(wù)是使學(xué)生掌握微觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，

2、獲得原子、分子及晶體結(jié)構(gòu)的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)，了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系，了解研究分子和晶體結(jié)構(gòu)的近代物理方法的基本原理，加深對(duì)前修課程，如無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等的有關(guān)內(nèi)容的理解，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。二、課程基本內(nèi)容和要求（一）量子力學(xué)基礎(chǔ)1. 微觀粒子的運(yùn)動(dòng)特征（理解）2. 量子力學(xué)基本假設(shè)（理解）3. 勢(shì)箱中運(yùn)動(dòng)的粒子（理解）重點(diǎn)：與經(jīng)典物理學(xué)理論相矛盾的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，舊量子理論的內(nèi)容與優(yōu)缺點(diǎn)。量子力學(xué)的基本假設(shè)，氫原子的薛定諤方程及求解要點(diǎn)。難點(diǎn)：新概念較多，逐一對(duì)新的概念講細(xì)講透，氫原子的薛定諤方程求解要點(diǎn)。（二）原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1. 氫原子及類(lèi)氫離子的Schrdinger方程及其

3、解（掌握）2. 量子數(shù)的物理意義（掌握）3. 波函數(shù)及電子云圖形（理解）4. 多電子原子結(jié)構(gòu)（了解）5. 電子的自旋（理解）6. 原子光譜項(xiàng)（理解）重點(diǎn)：原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，原子軌道的意義、性質(zhì)和空間圖象，波函數(shù)和電子云的圖形和原子光譜項(xiàng)，氫原子薛定諤方程的建立、解法和對(duì)其的解釋。難點(diǎn)：多電子原子中心力場(chǎng)近似法及He原子的變分法處理，數(shù)學(xué)計(jì)算繁雜，教學(xué)時(shí)避免從數(shù)學(xué)講數(shù)學(xué)，應(yīng)對(duì)數(shù)學(xué)結(jié)果做深入的分析，對(duì)繁雜的數(shù)學(xué)過(guò)程能避開(kāi)就避開(kāi)。對(duì)新概念講細(xì)講透。（三）分子結(jié)構(gòu)1. 氫分子離子結(jié)構(gòu)（理解）2. 分子軌道理論（掌握）3. 雙原子分子結(jié)構(gòu)（理解）4. 共軛體系和休克爾分子軌道理論（理解）5. 分子對(duì)稱性（

4、掌握）重點(diǎn)：分子軌道理論、價(jià)鍵理論，分子光譜，線性變分法處理H2+ 和H2，共價(jià)鍵本質(zhì)及典型的雙原子分子的電子排布，群的定義，分子點(diǎn)群。難點(diǎn)：線性變分法處理H2+ 和H2，分子軌道理論，分子點(diǎn)群。（四）晶體結(jié)構(gòu)1. 晶體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)和晶體的性質(zhì)（理解）2. 晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性（理解）3. 金屬晶體結(jié)構(gòu)（理解）4. 離子晶體結(jié)構(gòu)（理解）5. 其它鍵型的晶體結(jié)構(gòu)（了解）6. 晶體的X射線衍射晶體結(jié)構(gòu)分析原理（掌握）重點(diǎn)：晶體的對(duì)稱性，晶體的結(jié)構(gòu)的表達(dá)和應(yīng)用，晶體的點(diǎn)群和群符號(hào)，晶體的X射線衍射原理。難點(diǎn)：晶體的結(jié)構(gòu)的表達(dá)和應(yīng)用，晶體的X射線衍射原理。三、學(xué)時(shí)分配表序號(hào)內(nèi) 容講授課內(nèi)實(shí)驗(yàn)小計(jì)1量子力學(xué)基

5、礎(chǔ)662原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)663分子結(jié)構(gòu)10104晶體結(jié)構(gòu)10105合 計(jì)3232四、有關(guān)說(shuō)明（一）先修課程高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等。（二）教學(xué)建議（1）本課程的課堂講授部分突出核心基礎(chǔ)思想、概念。（2）增加背景與前沿，使學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)結(jié)構(gòu)原理的重要性與應(yīng)用前景。（3）本課程理論性強(qiáng)、概念抽象、公式較多且應(yīng)用條件復(fù)雜，因此應(yīng)布置一定的作業(yè)，通過(guò)解決問(wèn)題來(lái)幫助學(xué)生尋找學(xué)習(xí)本門(mén)課程的學(xué)習(xí)方法，加深學(xué)生對(duì)基本概念、基本理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。（4）本課程在教學(xué)方法和手段等方面，應(yīng)努力利用多媒體、教學(xué)錄像等輔助教學(xué)手段，以提高本門(mén)課程的課堂教學(xué)效益。（三）教學(xué)參考書(shū)1. 周公度、段連運(yùn)結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)（第五版） 北京：北京大學(xué)出