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结构化学课程简介

(一)课程性质

  结构化学是高等学校化学专业一门主干基础课程。是物理化学的重要分支。它是在原子、分子的水平上研究原子、分子、晶体结构的运动规律以及物质微观结构和其性能间的关系的科学。结构化学是在化学、物理学、材料学、分子生物学、药学和许多新的科学技术相互渗透,相互交叉的基础上形成发展起来的一门学科。上述这些学科的许多理论问题以及许多新的测试方法都要以结构化学的基本理论、基本概念及基本方法为基础。因此结构化学不仅是理科化学专业的一门基础课,而且随着科学技术的不断发展,结构化学的重要性将日益增强。

(二)教学目的

  学习这门课程的目的在于使学生在前修课程的基础上进一步掌握微观物质运动的基本规律——量子力学基础,获得原子、分子和晶体结构的基本理论和基础知识,深入理解结构和性能之间的关系,深化对前修课程的理解,为学习后续课程,阅读化学文献,从事科学研究和中学化学教学打下基础,培养学生能运用结构化学的基本原理和方法去分析和解决实际问题的能力。进一步培养他们的辨证唯物主义世界观,以期在毕业后能更好地完成中学化学的教学任务。

(三)教学内容本课程包括四部分的内容,各部分的内容和基本要求如下:

  1.量子力学基础和原子结构。这部分内容在第一、二章中讲授。要求了解量子力学的基本假设,掌握氢原子的薛定谔方程及求解要点,提高对原子结构的认识,深入理解原子轨道的意义、性质和空间图象。了解多电子原子中心力场近似法及He原子的变分法处理,了解核外电子排布的依据,了解角动量的偶合及原子光谱的意义。

  2.化学键理论和分子结构。这部分内容主要在第三、五及六章中讲授。要求重点掌握化学键的三个基本理论:分子轨道理论、价键理论和配位场理论。其中第三章要求了解线性变分法处理H2+ H2,了解共价键本质及典型的双原子分子的电子排布。第五章要求掌握价键理论在多原子分子结构中的应用,了解SP杂化轨道的组成及键角公式。掌握HMO方法及其在共轭分子中的应用,了解前线轨道理论,.第六章要求掌握配位场理论在配合物结构中的应用,以及s - p配键配合物和多原子p键配合物的结构。

  3.点阵理论和晶体结构。这部分内容主要在第八、九、十章中讲授。要求掌握晶体周期性结构的特点及由此特点决定晶体的各种性质。了解单晶、多晶衍射法的基本原理,了解金属、离子化合物、分子化合物等各类晶体结构的基本型式及规律。

  4.分子性质及测定分子和晶体结构的实验方法。这部分内容主要分散在第三、四、六及第八章中讲授。要求根据分子的几何构型确定分子所属的点群,了解群的表示和特征标表的意义。了解偶极矩、磁化率与分子结构的关系。要求着重了解分子光谱、X射线衍射等方法所依据的基本原理,以及这些方法在测定结构中的作用和应用范围,为了解与掌握现代化学中的重要实验方法打下初步的基础。

 

经过多年的探索、改革和教学实践,“结构化学”课程已经形成多层次的、具有鲜明特色的教学体系和模式,并已取得明显的成效。结构化学课程于2009年被列为重点建设的课程。

 


 
 

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