結(jié)構(gòu)化學(xué)大綱

西北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院《結(jié)構(gòu)化學(xué)》課程教學(xué)大綱（化材學(xué)院各專業(yè)使用）化材學(xué)院《結(jié)構(gòu)化學(xué)》課程組2011年6月《結(jié)構(gòu)化學(xué)》教學(xué)大綱（化材學(xué)院各專業(yè)使用）一、 課程編碼：111109二、 課程名稱：結(jié)構(gòu)化學(xué)（StructuralChemistry）三、 課程地位及意義結(jié)構(gòu)化學(xué)是高等學(xué)?；瘜W(xué)專業(yè)一門主干基礎(chǔ)課程，是物理化學(xué)的重要分支。它是在原子、分子水平上研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)與性能間關(guān)系的科學(xué)，化學(xué)學(xué)科的許多理論問題以及許多新的測(cè)試方法都要以結(jié)構(gòu)化學(xué)的基本理論、基本概念及基本方法為基礎(chǔ)。因此結(jié)構(gòu)化學(xué)不僅是理科化學(xué)專業(yè)的一門基礎(chǔ)課，而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及化學(xué)和數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、物理學(xué)、材料學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等許多傳統(tǒng)及新興學(xué)科的交叉滲透，結(jié)構(gòu)化學(xué)的重要性將日益增強(qiáng)。學(xué)習(xí)本門課程的意義在于使學(xué)生在前修課程的基礎(chǔ)上進(jìn)一步掌握微觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律——量子力學(xué)基礎(chǔ)，獲得原子、分子和晶體結(jié)構(gòu)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，深入理解結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，加深對(duì)前修基礎(chǔ)課程如無(wú)機(jī)與分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等有關(guān)內(nèi)容的理解，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程、閱讀化學(xué)文獻(xiàn)、從事科學(xué)研究和化學(xué)教育打下基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用結(jié)構(gòu)化學(xué)的基本原理和方法分析和解決實(shí)際問題的能力。本課程為西北大學(xué)化材學(xué)院的學(xué)科平臺(tái)課，總學(xué)時(shí)為54學(xué)時(shí)，3學(xué)分。大學(xué)第5學(xué)期開課，單周4學(xué)時(shí)，雙周2學(xué)時(shí)，歷時(shí)一學(xué)期。四、 教學(xué)內(nèi)容、課時(shí)分配及教學(xué)要求（總學(xué)時(shí)54）（注：教學(xué)要求分三個(gè)層次：非考試內(nèi)容一一了解；考試內(nèi)容分二個(gè)層次：基本內(nèi)容一一掌握，核心內(nèi)容一一熟練掌握。附有“*”的內(nèi)容已包含在其他課程中，本課程不作講授，學(xué)生可自學(xué)。）本課程教學(xué)內(nèi)容包括四部分，各部分的內(nèi)容和基本要求如下：量子力學(xué)基礎(chǔ)和原子結(jié)構(gòu)。這部分內(nèi)容在第一、二章中講授。要求了解量子力學(xué)的基本假設(shè)，掌握氫原子的薛定諤方程及求解要點(diǎn)，提高對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，深入理解原子軌道的意義、性質(zhì)和空間圖象。了解多電子原子中心力場(chǎng)近似法及He原子的變分法處理，了解核外電子排布的依據(jù)，了解角動(dòng)量的耦合及原子光譜的意義?；瘜W(xué)鍵理論和分子結(jié)構(gòu)。這部分內(nèi)容主要在第三、五章中講授。要求重點(diǎn)掌握化學(xué)鍵的分子軌道理論和價(jià)鍵理論。其中第三章要求了解線性變分法處理H2+和價(jià)鍵法處理H2,了解共價(jià)鍵本質(zhì)及典型的雙原子分子的電子排布。第五章要求掌握價(jià)鍵理論在多原子分子結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，了解s-p雜化軌道的組成及鍵角公式。掌握HMO方法及其在共軛分子中的應(yīng)用，掌握前線軌道理論。點(diǎn)陣?yán)碚摵途w結(jié)構(gòu)。這部分內(nèi)容主要在第七、八、九章中講授。要求掌握晶體周期性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及由此特點(diǎn)決定晶體的各種性質(zhì)。了解單晶、多晶衍射法的基本原理，了解金屬、離子化合物等的基本型式及規(guī)律。分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系。這部分內(nèi)容主要在第四章中講授。要求根據(jù)分子的幾何構(gòu)型確定分子所屬的點(diǎn)群，了解群的表示及意義。了解偶極矩、磁化率與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。詳細(xì)如下：緒論：結(jié)構(gòu)化學(xué)課程背景、任務(wù)、內(nèi)容、在現(xiàn)代化學(xué)學(xué)科中的應(yīng)用及學(xué)習(xí)方法(1學(xué)時(shí))第1章量子力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)(Thebasicknowledgeofquantummechanics)教學(xué)要點(diǎn)：從黑體輻射、光電效應(yīng)、電子衍射三個(gè)基本實(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)，得出光和實(shí)物微粒具有波粒二象性這一基本特性。由微觀粒子的波動(dòng)性獲得測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系式，它表明微觀粒子沒有同時(shí)確定的坐標(biāo)和動(dòng)量，要用波動(dòng)力學(xué)來(lái)描述。根據(jù)微觀粒子能量量子化和波動(dòng)性，提出了作為量子力學(xué)理論基礎(chǔ)的若干基本假設(shè)，在此基礎(chǔ)上以一維勢(shì)箱粒子為實(shí)例，介紹量子力學(xué)解決問題的途徑和方法。本章許多基本概念抽象難懂，但它是后面原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)各章學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，必須重視。不少學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)的學(xué)習(xí)感到困難，這與量子力學(xué)基礎(chǔ)中一些基本概念，特別是幾個(gè)基本假設(shè)沒有深入理解很有關(guān)系，建議同學(xué)們?cè)诨靖拍畹睦斫馍隙嗷c(diǎn)功夫。教學(xué)時(shí)數(shù)：課堂講授7學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：量子力學(xué)的實(shí)驗(yàn)背景(Experimentalbackgroundofquantummechanics)黑體輻射與Planck量子假設(shè)(Black-bodyradiationandPlanckquantumhypothesis)光電效應(yīng)與Einstein光子學(xué)說(shuō)(PhotoelectriceffectandEinsteinphotonstheory)1.1.3氫原子的線狀光譜與Bohr原子結(jié)構(gòu)理論(ThelinespectraofHydrogenatomandBohratomicstructuraltheory)實(shí)物微粒的波粒二象性及不確定原理(Thewave-particledualityofmicroscopicparticlesandtheuncertaintyprinciple)實(shí)物微粒的波粒二象性(Thewave-particledualityofmicroscopicparticles)不確定原理(Theuncertaintyprinciple)量子力學(xué)的基本假設(shè)(Thebasicassumptions/postulatesinquantummechanics)假設(shè)I 波函數(shù)及性質(zhì)(Wavefunctionanditsproperty)假設(shè)II 力學(xué)量與線性厄米算符(MechanicalquantityandlinearHermitianoperator)假設(shè)III 微觀粒子的狀態(tài)方程(Thestateequationofmicroscopicparticles)假設(shè)IV 態(tài)疊加原理(Theprincipleofstatecombination)假設(shè)V Pauli不相容原理(Pauliexclusionprinciple)定態(tài)Schrodinger方程應(yīng)用實(shí)例(Applicationexamplesoftime-independentSchrodingerequation)一維勢(shì)箱中運(yùn)動(dòng)的粒子(Thefreeparticleinaone-dimensionalpotentialbox)三維勢(shì)箱中運(yùn)動(dòng)的粒子(Thefreeparticleinathree-dimensionalpotentialbox)自由電子模型在化學(xué)中的應(yīng)用(ApplicationsinChemistryofthefreeelectronmodel)知識(shí)點(diǎn)：(注：紅色為教指委規(guī)定內(nèi)容，藍(lán)色為超出內(nèi)容)微觀粒子的波粒二象性，不確定原理，量子力學(xué)基本假設(shè)，箱中粒子考核要求：了解：黑體輻射、光電效應(yīng)、氫原子光譜的基本現(xiàn)象；用量子力學(xué)求解上述體系的基本數(shù)學(xué)過(guò)程；Planck量子假設(shè)、Einstein光子學(xué)說(shuō)和Bhor原子結(jié)構(gòu)理論的基本內(nèi)容；Schrodinger方程的建立過(guò)程。掌握：測(cè)不準(zhǔn)原理的含義，并能用于判斷客體運(yùn)動(dòng)符合量子力學(xué)還是經(jīng)典力學(xué)；波函數(shù)的基本含義和性質(zhì)，態(tài)疊加原理的意義；Schrodinger方程的物理含義；量子力學(xué)用于微觀體系的一般步驟；量子力學(xué)處理一維勢(shì)箱粒子、簡(jiǎn)諧振子、剛性轉(zhuǎn)子所得的基本結(jié)論(能量量子化現(xiàn)象、零點(diǎn)能效應(yīng)、節(jié)點(diǎn)現(xiàn)象、隧道效應(yīng))。熟練掌握：微觀粒子波粒二象性的本質(zhì)及其統(tǒng)計(jì)解釋；算符的基本概念，特別是厄米算符的定義和性質(zhì)；本征函數(shù)、本征值和本征態(tài)的概念；力學(xué)量平均值計(jì)算；量子力學(xué)的基本假設(shè)。第2章原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(Atomicstructureandproperties)教學(xué)要點(diǎn)：求解Schrodinger方程初學(xué)者往往感到數(shù)學(xué)復(fù)雜，實(shí)際上“結(jié)構(gòu)化學(xué)”這門課并不要求掌握該方程求解的數(shù)學(xué)過(guò)程，關(guān)鍵在于搞清解基本思路，按勢(shì)能函數(shù)一球極坐標(biāo)Laplace算符一Schrodinger方程一變量分離得常微分方程一解方程得n、l、m量子數(shù)、能級(jí)表達(dá)式和波函數(shù)這樣的思路進(jìn)行理解。量子數(shù)的物理意義與用量子數(shù)求相應(yīng)物理量有關(guān)，物理量各表達(dá)式來(lái)源子量子力學(xué)，主要在于理解物理意義。應(yīng)多花功夫深入理解波函數(shù)V和電子云W2的圖形，特別是徑向分布圖、角度分布圖和原子軌道等值線圖的作圖方法和圖形的物理意義。教學(xué)時(shí)數(shù)：課堂講授11學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：?jiǎn)坞娮芋w系的Schrodinger方程及其解(TheSchrodingerequationanditssolutionforone-electronsystem)定態(tài)Schrodinger方程(Time-independentSchrodingerequation)分離變量法求解方程(Thesolution一separationofvariables)類氫體系定態(tài)Sch.方程解的討論(Discussionofthesolutionoftime-independentSchrodingerequationforhydrogen-likesystem)本征值及量子數(shù)的物理意義(Thephysicalsignificanceofeigenvalueandquantumnumber)波函數(shù)及電子云的圖形表示(Graphicrepresentationofthewave-functionandelectroncloud)多電子原子的結(jié)構(gòu)(Thestructureofmany-electronatoms)零級(jí)近似(Zerolevelapproximation)單電子近似(軌道近似)(One-electronapproximation)(Orbitalapproximation)中心力場(chǎng)近似(Centralfieldapproximation)自洽場(chǎng)方法(Self-consistentfieldmethod一SCF)電子自旋與Pauli原理(ElectronspinandPauliprinciple)電子自旋(Electronspin)全同粒子與Pauli原理(FullyidenticalparticleandPauliprinciple)*2.4.3元素周期律(Theperiodiclawoftheelements)原子的狀態(tài)和光譜項(xiàng)(Atomicstateandspectralterm)單電子原子的狀態(tài)及量子數(shù)(One-electronatomicstateandquantumnumber)多電子原子的狀態(tài)及量子數(shù)(Many-electronatomicstateandquantumnumber)原子光譜項(xiàng)的推求(Derivationofatomicspectralterm)原子光譜項(xiàng)對(duì)應(yīng)的能級(jí)一Hund規(guī)則(Energylevelofatomicmicrostates一Hund’sRule)原子光譜躍遷選擇定律(Theselectionlawofatomicspectraltransition)知識(shí)點(diǎn)：(注：紅色為教指委規(guī)定內(nèi)容，藍(lán)色為超出內(nèi)容)氫原子及類氫離子的Schrodinger方程，量子數(shù)的物理意義，原子軌道圖，電子自旋及Pauli原理，多電子原子結(jié)構(gòu)，原子光譜項(xiàng)考核要求：了解：能量狀態(tài)和Virial定理；電子相關(guān)效應(yīng)；原子光譜選律及其在堿金屬原子中的應(yīng)用；元素周期律的本質(zhì)和核外電子排布規(guī)律。掌握：量子力學(xué)討論微觀體系的方法和步驟；Zeemann效應(yīng)；中心立場(chǎng)近似和屏蔽模型的物理意義；單電子假設(shè)的基本思想及其在處理多電子體系中的作用，氫原子Schrodinger方程的求解過(guò)程；原子狀態(tài)和角動(dòng)量加和規(guī)則的物理含義。熟練掌握：自洽場(chǎng)方法的基本思想；氫原子Schrodinger方程解的物理意義(量子數(shù)n，l，m，原子軌道及其表示方法，波函數(shù)和電子云的圖象及其特征)電子自旋假設(shè)的基本含義，Pauli原理的物理意義；原子光譜項(xiàng)的推求。第3章雙原子分子的結(jié)構(gòu)(Thestructureofdiatomicmolecules)教學(xué)要點(diǎn)：由分子體系Schrodinger方程解得的波函數(shù)皿反映了分子體系中單電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，稱V為分子軌道，本章討論的許多內(nèi)容均與該概念有關(guān)，因此必須結(jié)合量子力學(xué)基本假設(shè)進(jìn)一步深入理解分子軌道概念，同時(shí)還應(yīng)把分子軌道與變分原理結(jié)合理解。變分法用原子軌道線性組合近似表示分子軌道，利用求極值方法調(diào)節(jié)組合系數(shù)，求得能量最低時(shí)對(duì)應(yīng)的波函數(shù)(分子軌道)和相應(yīng)的能量表達(dá)式，對(duì)線性變分原理有完整正確的理解，才能對(duì)分子軌道理論的由來(lái)有正確的理解。因?yàn)檫@部分內(nèi)容較抽象難懂，學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)細(xì)心領(lǐng)會(huì)，每學(xué)一節(jié)，首先想一想，它要回答什么問題。分子軌道的分布特點(diǎn)和分類，要認(rèn)真分析分子軌道示意圖的特點(diǎn)以及它與各種化學(xué)鍵之間的聯(lián)系。教學(xué)時(shí)數(shù)：課堂講授6學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：H2+的線性變分法處理及共價(jià)鍵本質(zhì)(TreatmentoflinearvariationmethodfortheH2+ionandtheessenceofcovalentbond)H2+的Schrodinger方程(SchrodingerequationoftheH2+ion)線性變分法求解Schrodinger方程(ThesolutionofSchrodingerequation一LinearVariationMothod)共價(jià)鍵本質(zhì)(Theessenceofcovalentbond)分子軌道理論(Molecularorbital(MO)theory)分子軌道理論要點(diǎn)(Outlinesofthemolecularorbitaltheory)成鍵三原則的理論基礎(chǔ)(Theoreticalbasisonthethreebondingprinciples)分子軌道分類及能級(jí)次序(Classificationofmolecularorbitalandsequenceofenergylevel)分子磁性及鍵級(jí)(Molecularmagnetismandbondorder)雙原子分子的結(jié)構(gòu)(Thestructureofdiatomicmolecules)同核雙原子分子的結(jié)構(gòu)(Thestructureofhomonucleardiatomicmolecules)異核雙原子分子的結(jié)構(gòu)(Thestructureofheteronucleardiatomicmolecules)*3.3.3雙原子分子的光譜項(xiàng)簡(jiǎn)介(Thespectroscopytermofdiatomicmolecules)H2分子的結(jié)構(gòu)和價(jià)鍵理論(Thestructureofhydrogenmoleculeandvalencebond(VB)theory)價(jià)鍵理論處理H2(Treatmentofvalencebondtheoryforhydrogenmolecule)價(jià)鍵理論要點(diǎn)(Outlineofthevalencebondtheory)3.4.3價(jià)鍵理論與分子軌道理論的比較(ComparisonofVBwithMOtheories)*3-5分子光譜(Molecularspectroscopy)*3-6光電子能譜(Photoelectronspectroscopy)知識(shí)點(diǎn)：(注：紅色為教指委規(guī)定內(nèi)容，藍(lán)色為超出內(nèi)容)線性變分法，分子軌道理論，LCAO-MO,共價(jià)鍵本質(zhì)，成鍵三原則，雙原子分子結(jié)構(gòu)，能級(jí)次序，能級(jí)交錯(cuò)，離域鍵，鍵級(jí)，價(jià)鍵理論，軌道和電子態(tài)，基態(tài)和激發(fā)態(tài)考核要求：了解：成鍵三原則的理論基礎(chǔ)，能級(jí)交錯(cuò)的原因，分子光譜基礎(chǔ)，分子光譜項(xiàng)，光電子能譜基礎(chǔ)。掌握：Born-Oppenheimer近似的物理意義；價(jià)鍵理論處理雙原子分子結(jié)構(gòu)的一般過(guò)程，表示方法;組態(tài)和分子角動(dòng)量耦合的物理意義，分子軌道理論和價(jià)鍵理論的差異。熟練掌握：線性變分法對(duì)雙原子分子的應(yīng)用；分子軌道理論處理h2+分子的基本假設(shè)(變分函數(shù)的構(gòu)成)和主要結(jié)論(Haa、Hbb、Sab的物理意義，體系能量曲線，電子云分布)；分子軌道理論的基本要點(diǎn)(單電子近似，LCAO-MO方法，成鍵三原則)；分子軌道的類型、符號(hào)、能級(jí)次序及電子的排布規(guī)則；分子軌道理論處理雙原子分子結(jié)構(gòu)的一般過(guò)程和重要結(jié)論。要會(huì)正確熟練地寫出雙原子分子的電子組態(tài)，并能正確給出分子鍵級(jí)、磁性等。第4章分子對(duì)稱性與點(diǎn)群(Molecularsymmetryandsymmetrypointgroup)教學(xué)要點(diǎn)：要確定分子的點(diǎn)群，首先必須知道分子的空間結(jié)構(gòu)，再根據(jù)空間結(jié)構(gòu)找出分子全部獨(dú)立的對(duì)稱元素。對(duì)于較復(fù)雜的分子，根據(jù)空間結(jié)構(gòu)確定對(duì)稱元素，要憑空間想象來(lái)進(jìn)行，具有一定的困難，往往是獨(dú)立的對(duì)稱元素找不完全。為了克服學(xué)習(xí)中的困難，學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)借助分子結(jié)構(gòu)模型來(lái)確定對(duì)稱元素，注意掌握各類點(diǎn)群對(duì)稱元素的特點(diǎn)。教學(xué)時(shí)數(shù)：課堂講授6學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：對(duì)稱元素與對(duì)稱操作(Symmetryelementsandsymmetryoperations)恒等元素E與恒等操作(Theidentityelementandtheidentityoperation)對(duì)稱中心和反演操作(Theinversioncenterandtheinversionoperation)旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)操作(N-foldrotationaxisandtherotationoperation)鏡面和反映操作(Themirrorplaneandthereflectionoperation)映軸和旋轉(zhuǎn)反映操作(Therotary-reflectionaxisandtherotary-reflectionoperation)反軸與旋轉(zhuǎn)反演操作(Therotary-inversionaxisandtherotary-inversionoperation)對(duì)稱元素的組合和群的概念(Combinationrulesofsymmetryelementsanddefinitionofgroup)對(duì)稱元素的組合(Combinationrulesofsymmetryelements)對(duì)稱操作的集合(Aggregateofsymmetryoperations)群的概念(Definitionofgroup)群的乘法表(Multiplicationtableofgroups)分子點(diǎn)群(Molecularpointgroups)分子點(diǎn)群的分類(Classificationofmolecularpointgroups)分子所屬點(diǎn)群的判別(Identificationofmolecularpointgroups)分子對(duì)稱性的應(yīng)用(Applicationsofmolecularsymmetry)對(duì)稱性與偶極矩(Molecularsymmetryanddipolemoments)對(duì)稱性與旋光性(Molecularsymmetryandopticalactivity)手性與不對(duì)稱合成(Chiralityandasymmetrysynthesis)群的表示(Representationsofmolecularpointgroups)對(duì)稱操作的表示矩陣(Representationmatrixesofsymmetryoperations)(穿插于4.1講解)*4.5.2特征標(biāo)表及應(yīng)用(Charactertableandapplications)知識(shí)點(diǎn)：(注：紅色為教指委規(guī)定內(nèi)容，藍(lán)色為超出內(nèi)容)分子對(duì)稱性，對(duì)稱元素，對(duì)稱操作及其矩陣表示，分子點(diǎn)群，分子點(diǎn)群的乘法表，分子點(diǎn)群的分類及判別，偶極矩、旋光性與分子對(duì)稱性的關(guān)系考核要求：了解：對(duì)稱操作矩陣表示的意義和方法。掌握：對(duì)稱操作的組合規(guī)則和對(duì)易規(guī)則，群的基本概念；分子對(duì)稱性和分子偶極距、旋光性之間的關(guān)系，映軸和反軸的聯(lián)系。熟練掌握：對(duì)稱元素和對(duì)稱操作的基本概念(恒等、反演、旋轉(zhuǎn)、反映、象轉(zhuǎn))，對(duì)稱元素所包含的對(duì)稱操作；分子點(diǎn)群的分類及判別。第5章多原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(Structureandpropertiesofpolyatomic

molecules)教學(xué)要點(diǎn)：多原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與第三章雙原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間有緊密的聯(lián)系，學(xué)習(xí)本章必須對(duì)第三章中線性變分原理和分子軌道理論的基本要點(diǎn)有完整的理解，在此基礎(chǔ)上就容易深入領(lǐng)會(huì)HMO法的基本假定和處理方法，掌握共軛分子體系的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。教學(xué)時(shí)數(shù)：課堂講授7學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：雜化軌道理論(Theoryofhybridorbital)雜化軌道的性質(zhì)(Propertiesofhybridorbital)等性雜化軌道理論的應(yīng)用(Applicationsofequivalenthybridizationorbitaltheory)不等性雜化軌道理論的應(yīng)用(Applicationsofnon-equivalenthybridizationorbitaltheory)HMO理論與共軛體系(Huckelmolecularorbitaltheoryandconjugatedsystem)HMO理論要點(diǎn)(OutlinesofHuckelmolecularorbitaltheory)HMO理論處理直鏈共軛多烯(TheHMOtreatmentforstraightchainconjugatedpolyenemolecules)單環(huán)共軛多烯的HMO處理(TheHMOtreatmentforsingleringconjugatedpolyenemolecules)5.2.4雜原子參加的共軛體系及分子圖的應(yīng)用(Hetero-atomconjugatedsystemandapplicationsofmoleculardiagrams)離域n鍵和共軛效應(yīng)(Delocalizednbondandconjugatedeffect)形成離域大n鍵的條件及類型(Typesandconditionsfortheformationofdelocalizednbond)共軛效應(yīng)對(duì)分子性質(zhì)的影響(Influenceonmolecularpropertiesoftheconjugationeffect)5.4分子軌道的對(duì)稱性和反應(yīng)機(jī)理(Thesymmetryofmolecularorbitalandreactionmechanisms)前線軌道理論(Frontiermolecularorbitaltheory)分子軌道對(duì)稱性守恒原理(Symmetryconservationprincipleofmolecularorbitals)*5.5缺電子多中心鍵和硼烷的結(jié)構(gòu)(Electron-deficientmulti-centerbondsandstructuresofborane)*5.6共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)和鍵能(Bondlengthandbondenergyofcovalentbonds)知識(shí)點(diǎn)：(注：紅色為教指委規(guī)定內(nèi)容，藍(lán)色為超出內(nèi)容)雜化軌道理論，分子軌道理論，HMO法，離域兀鍵，共軛效應(yīng)，分子圖，前線軌道理論，分子軌道對(duì)稱性守恒原理，分子軌道對(duì)稱性和反應(yīng)機(jī)理考核要求：了解：缺電子多中心鍵和硼烷的結(jié)構(gòu)。掌握：雜化軌道波函數(shù)的構(gòu)造方法，Huckel處理共軛有機(jī)分子時(shí)引進(jìn)的假設(shè)。熟練掌握：雜化軌道理論基本要點(diǎn)，等性和不等性雜化軌道的計(jì)算方法；Huckel分子軌道理論基本要點(diǎn)及對(duì)共軛有機(jī)分子和簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)分子的處理方法；大兀鍵的概念、類型及形成條件；用Huckel分子軌道理論計(jì)算分子圖的方法和分子圖中各數(shù)據(jù)的物理意義，前線分子軌道理論對(duì)反應(yīng)機(jī)理的推測(cè)方法。第6章配位化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(Structureandpropertiesofcoordination

compounds)(在無(wú)機(jī)化學(xué)、中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)中講授，本課程不作介紹，學(xué)生可自學(xué)。)第7章晶體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)和晶體的性質(zhì)(Latticestructureandpropertiesofcrystal)教學(xué)要點(diǎn)：這一掌的難點(diǎn)在于如何從具體真實(shí)的晶體結(jié)構(gòu)中抽取出合理的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)中應(yīng)借助模型、實(shí)例來(lái)反復(fù)實(shí)踐、練習(xí)。X射線結(jié)晶學(xué)是晶體結(jié)構(gòu)的具體測(cè)定方法，在學(xué)生畢業(yè)論文或以后的研究中可能經(jīng)常用到，因此，教學(xué)中應(yīng)多介紹一些實(shí)例，加深對(duì)結(jié)構(gòu)因子、系統(tǒng)消光等概念的理解。教學(xué)時(shí)數(shù)：課堂講授10學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：晶體結(jié)構(gòu)的周期性和點(diǎn)陣(Periodicityandlatticesofcrystalstructure)晶體的特性(Thecharacteristicofcrystal)7.1.2晶體結(jié)構(gòu)的點(diǎn)陣?yán)碚?點(diǎn)陣、結(jié)構(gòu)基元和晶胞(Latticetheoryofcrystalstructure—Lattice,structuralmotifandunitcell)晶面、晶面指標(biāo)及面間距dh*k*q*(Crystalplanes,Millerindicesandd-spacing)晶體的缺陷(Crystaldefects)晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性(Symmetryincrystalstructures)晶體的宏觀對(duì)稱性(Macro-symmetryincrystalstructures)晶系和空間點(diǎn)陣型式(Crystalsystemsandtypesofspacelattices)晶體的微觀對(duì)稱性及空間群(Micro-symmetryincrystalstructuresandspacegroups)晶體結(jié)構(gòu)的表達(dá)及應(yīng)用(Thedescriptionandapplicationsofcrystalstructure)晶體的X射線衍射(X-raydiffractionofcrystals)X射線的產(chǎn)生和性質(zhì)(ThesourceandpropertyofX-ray)衍射方向(Diffractionorientation—LaueequationandBragg’s)Law衍射強(qiáng)度及系統(tǒng)消光(Theintensityofdiffractionandsystematicabsence)晶體的衍射及應(yīng)用(X-raydiffractionofcrystalsandapplications)單晶衍射法(Singlecrystaldiffraction)多晶(粉末)衍射法(Heterocrystal(Powder)diffraction)*7.5.3晶體的電子衍射和中子衍射(Electrondiffractionandneutrondiffractionincrystal)知識(shí)點(diǎn)：(注：紅色為教指委規(guī)定內(nèi)容，藍(lán)色為超出內(nèi)容)點(diǎn)陣，結(jié)構(gòu)基元，周期性，晶胞，點(diǎn)陣參數(shù)，晶胞參數(shù)，晶面，晶面指標(biāo)，晶體缺陷，晶系，空間點(diǎn)陣型式，宏觀對(duì)稱性，微觀對(duì)稱性，空間群，晶體的X射線衍射，衍射方向，Laue方程，Bragg方程，衍射強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)因子，系統(tǒng)消光，單晶衍射法，粉末衍射法?？己艘螅毫私猓簩?shí)際X射線衍射圖譜的解析，晶體的電子衍射和中子衍射。掌握：點(diǎn)陣、點(diǎn)陣單位、晶胞、晶面、晶族等基本概念；Bravais規(guī)則和晶面的表示方法；晶體的宏觀對(duì)稱元素和微觀對(duì)稱元素及其對(duì)稱操作的內(nèi)容；晶體的對(duì)稱性定理和晶體的劃分情況(國(guó)際符號(hào)，7個(gè)晶系，14種空間點(diǎn)陣型式，32點(diǎn)群及其相互關(guān)系)。熟練掌握：衍射方向、Laue方程及Bragg方程；衍射強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)因子、系統(tǒng)消光；立方晶系粉末線的指標(biāo)化、X射線物相分析，確定晶胞參數(shù)、點(diǎn)陣型式。第8章金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(Thestructuresandpropertiesofmetals)教學(xué)要點(diǎn)：金屬鍵無(wú)方向性和飽和性的特點(diǎn)決定了金屬晶體結(jié)構(gòu)可歸結(jié)為等徑的密堆積問題，教學(xué)中應(yīng)重點(diǎn)討論A1、A2、A3、A4型堆積的特點(diǎn)。教學(xué)時(shí)數(shù)：課堂講授2學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：金屬鍵和金屬的一般性質(zhì)(Themetallicbondandthegeneralpropertiesofmetals)金屬鍵的“自由電子”模型(The“ftee-electron”modelofthemetallicbond)固體的能帶理論(Energybandtheoryofsolids)等徑圓球的密堆積和金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)(Closepackingofspheresandthestructureofpuremetals)等徑圓球的密堆積(Closepackingofidenticalspheres)堆積密度和空隙(Packingdensityandinterstices)8.2.3金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)概況和金屬原子的半徑(Astructuralsurveyandatomicradiiofmetals)*8.3合金的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(Thestructuresandpropertiesofalloys)金屬固溶體的結(jié)構(gòu)(Thestructureofmetallicsolidsolutions)金屬化合物的結(jié)構(gòu)(Thestructureofmetalliccompounds)金屬間隙化合物的結(jié)構(gòu)(Thestructureofinterstitialmetalliccompounds)知識(shí)點(diǎn)：(注：紅色為教指委規(guī)定內(nèi)容，藍(lán)色為超出內(nèi)容)金屬鍵，能帶理論，密堆積原理，堆積密度，空隙，金屬晶體結(jié)構(gòu)?？己艘螅毫私猓航饘冁I的“自由電子”模型，能帶理論的本質(zhì)，合金的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。掌握：金屬鍵的本質(zhì)和金屬半徑的概念。熟練掌握：等徑圓球密堆積原理及其在金屬晶體中的應(yīng)用，堆積密度、空隙和金屬半徑的計(jì)算。第9章離子化合物的結(jié)構(gòu)化學(xué)(Structuralchemistryofioniccompounds)教學(xué)要點(diǎn)：離子鍵無(wú)方向性和飽和性的特點(diǎn)決定了離子晶體結(jié)構(gòu)可歸結(jié)為不等徑的密堆積問題(一般情況下負(fù)離子半徑較大，正離子半徑較小)，負(fù)離子按簡(jiǎn)單立方A1、A2、A3、A4型結(jié)構(gòu)進(jìn)行堆積，正離子按半徑比規(guī)則填入相應(yīng)的空隙中，這是理解本章內(nèi)容的關(guān)鍵。教學(xué)時(shí)數(shù)：課堂講授4學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：離子晶體的幾種典型結(jié)構(gòu)型式(Sometypicalstructuraltypesofioniccrystals)不等徑圓球的密堆積(Closepackingofnon-identicalspheres)結(jié)晶化學(xué)規(guī)律(Crystallizationchemistryrules)ABn型二元離子晶體幾種典型結(jié)構(gòu)型式(SometypicalcrystalstructuresofABnbinarycomponent)離子半徑(Ionicradii)離子鍵和點(diǎn)陣能(晶格能)(Ionicbondandlatticeenergy)點(diǎn)陣能的定義及計(jì)算(Thedefinitionanddeterminationoflatticeenergy)點(diǎn)陣能的應(yīng)用(Applicationsoflat