第一篇：結構化學-教學大綱

《結構化學》課程教學大綱

（供應用化學專業使用）

一、課程性質

結構化學是應用化學的專業基礎課。本課程是在學生已經學過高等數學、物理學、無機化學、分析化學、有機化學和物理化學的基礎上，在進一步從原子、分子的水平上研究物質微觀結構以及結構與性能間的關系的學科。要求學生系統地掌握結構化學的基本原理、基本方法與基本技能，通過各個教學環節培養學生獨立思考、獨立分析和創新的能力，使之具有一定的分析和解決化學方面實際問題的能力，從而為進一步學好專業課程及今后從事科學研究，奠定良好的化學理論基礎。

考慮到應用化學專業的培養方向，本課程在內容的選材上突出了基礎和實用性。選擇了化學鍵理論，原子結構，晶體化學等為主要內容，使學生通過對化學鍵理論的學習，為深入學習有關的知識打下基礎，通過對晶體組成結構與性能之間關系的學習，為材料科學的學習打下基礎。

本課程理論講授共54學時，3學分。理論教學主要通過課堂講授，多媒體影視課件、習題課(或課堂討論)、演算習題、自學及實驗等教學形式，達到學習本課程的目的。

二、教學內容與要求 量子力學基礎和原子結構。這部分內容在第一～三章中講授。要求了解量子力學的基本假設，掌握氫原子的薛定諤方程及求解要點，提高對原子結構的認識，深入理解原子軌道的意義、性質和空間圖象。了解多電子原子中心力場近似法及He原子的變分法處理，了解核外電子排布的依據，了解角動量的偶合及原子光譜的意義。化學鍵理論和分子結構。這部分內容主要在第五章中講授。要求重點掌握化學鍵的三個基本理論：分子軌道理論、價鍵理論和配位場理論。要求掌握價鍵理論在多原子分子結構中的應用，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用，了解前線軌道理論。要求掌握配位場理論在配合物結構中的應用，以及s-p 配鍵配合物和多原子p 鍵配合物的結構。

點陣理論和晶體結構。這部分內容主要在第四、六、七章中講授。要求掌握晶體周期性結構的特點及由此特點決定晶體的各種性質。了解單晶、多晶衍射法的基本原理，了解金屬、離子化合物、分子化合物等各類晶體結構的基本型式及規律。

緒論

結構化學課程的任務、內容、在現代化學各學科中的應用及學習方法(1學時)

第一章 量子力學基礎知識 教學要點: 從黑體輻射、光電效應、電子衍射三個基本實驗事實出發，得出了光和實物微粒具有波粒二象性這一基本特性。由微觀粒子的波動性獲得測不準關系式，它表明微觀粒子沒有同時確定的坐標和動量，要用波動力學來描述，根據微觀粒子能量量子化和波動性，在許多科學家大量工作總結的基礎上，提出了作為量子力學理論基礎的若干基本假設，在此基礎上以一維勢箱粒子為實例，介紹了量子力學解決問題的途徑和方法。本章許多基本概念抽象難懂，但它是后面原子結構和分子結構各章學習的基礎，必須重視。不少學生對結構化學的學習感到困難與量子力學基礎中一些基本概念，特別是幾個基本假設沒有深入理解很有關系，建議同學們在基本概念的理解上多花點功夫。教學時數: 課堂講授8學時 教學內容: 1-1 實物微粒的波粒二象性

1-2 微觀粒子的運動狀態及其運動規律 1-3 量子力學基本假設

1-4勢箱中運動的粒子—共軛分子的自由電子模型 考核要求: 了解：黑體輻射，光電效應，氫原子光譜的基本現象； Planck量子假設，Einstein光子學說和Bhor原子結構理論的基本內容；測不準原理的涵義并能用于判斷客體運動符合量子力學還是經典力學。理解：波函數的基本涵義和性質，及態疊加原理的意義；Schrodinger方程的建立過程及其物理涵義；量子力學用于微觀體系的一般步驟；量子力學處理一維勢箱粒子（能量量子化現象，零點能效應，節點現象，隧道效應）。

掌握：微觀粒子波粒二象形的本質及其統計解釋；算符的基本概念；本征函數，本征值和本征態的概念；力學量平均值計算，量子力學的基本假設。

第二章 原子的結構和性質

教學要點: 求解薛定諤方程初學者往往感到數學復雜，實際上結構化學這門課并不要求對該方程完整求解，關鍵在于搞清解的基本思路就可以了。按勢能函數→球極坐標Laplace算符→Schrodidger方程→變量分離得常微分方程→解方程得n、l、m量子數，能級表達式和波函數這樣的思路進行理解。量子數的物理意義與用量子數求相應物理量有關，物理量各表式來源子量子力學，主要在于理解物理意義。應多花功夫深入理解波函數ψ和電子云ψ2的圖形，特別是經向分布圖和原子軌道等值線圖和角度分布圖的作圖方法和圖形的物理意義，其余部分主要在于理解基本概念和量子力學基本假設有關的各種計算 教學時數: 課堂講授10學時 教學內容: 2-1 單電子原子的薛定諤方程及其解 2-2 量子數及其意義 2-3 波函數和電子云的圖形 2-4 多電子原子的結構 2-5 原子光譜 考核要求: 了解:自洽場方法的基本思想；Zeemann效應；中心立場近似和屏蔽模型的物理意義。

理解：氫原子的Schrodinger方程的求解過程；能量狀態和Virial定理；原子狀態和角動量加和規則的物理涵義；原子光譜選律及其在堿金屬原子中的應用；正確理解元素周期律的本質和核外電子排布規律。掌握：量子力學討論微觀體系的方法和步驟；氫原子Schrodinger方程解的物理意義（量子數n，l，m，原子軌道及其表示方法，波函數和電子云的圖象及其特征）；電子自旋假設的基本涵義，Pauli原理的物理意義，單電子假設的基本思想及其在處理多電子體系中的作用；正確書寫原子光譜項的方法。

第三章 雙原子分子的結構和性質

教學要點: 由分子體系中Schrodinger方程解得的波函數ψ，反映了分子體系中單電子的運動狀態，稱ψ為分子軌道，本章討論的許多內容均與該概念有關，因此必須結合量子力學基本假設進一步深入理解分子軌道概念，同時還應把分子軌道與變分原理結合理解。變分法用原子軌道線性組合近似表示分子軌道，利用求極值方法調節組合系數，求得能量最低時對應的波函數（分子軌道）和相應的能量表達式，對線性變分原理有完整正確的理解，才能對分子軌道理論的由來有正確的理解，因為這部分內容較抽象難懂，學習過程中應細心領會，每學一節，首先想一想，它要回答什么問題，分子軌道的分布特點和分類，要認真分析分子軌道示意圖的特點以及它與各種化學鍵之間的聯系。教學時數: 課堂講授8學時 教學內容: 3-1 H2+的結構和共價鍵的本質 3-2 分子軌道理論 3-3雙原子分子的結構 考核要求：

理解：Born-ppnheimer近似的物理意義；線性變分法對雙原子分子的應用。

掌握：分子軌道理論處理H2+分子的基本假設（變分函數的構成）和主要結論（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（單電子近似，LCAO-MO方法，成鍵三原則）；分子軌道的類型，符號能級次序及電子的排布規則；分子軌道理論處理雙原子分子結構的一般過程和重要結論；能正確給出分子鍵級、磁性等；學會利用分子光譜光和電子能譜的信息判斷分子結構及成鍵性質。

第四章 分子的對稱性

教學要點: 要確定分子的點群，首先必須知道分子的空間結構，再根據空間結構找出分子全部獨立的對稱元素。對于較復雜的分子，根據空間結構確定對稱元素，要憑空間想象來進行，具有一定的困難，往往是獨立的對稱元素找不完全。為了克服學習中的困難，學習過程中應當借助分子結構模型來確定對稱元素，注意掌握各類點群對稱元素的特點。

教學時數: 課堂講授4學時 教學內容: 4-1 對稱操作和對稱元素 4-2 對稱操作群與對稱元素的組合 4-3 分子的點群

4-4 分子對稱性與偶極矩和旋光性的關系 考核要求：

理解：對稱操作的組合規則和對易規則，熟悉群的基本概念；分子對稱性和分子物理性質之間的關系（偶極距，旋光性）。

掌握：對稱元素和對稱操作的基本概念（恒等，旋轉，反映，象轉，反演）；分子點群的分類方法。

第五章 多原子分子的結構和性質

教學要點: 多原子分子的結構和性質與雙原子結構和性質兩章之間有較緊密的聯系，學習本章必須對第三章中線性變分原理和分子軌道理論的基本要點有完整的理解，在此基礎上就容易深入領會HMO法的基本假定和處理方法，掌握共軛分子體系的結構和性質。教學時數: 課堂講授10學時 教學內容: 5-1簡單分子軌道理論 5-2 價鍵理論簡介 5-3 雜化軌道理論 5-4離域分子軌道理論 5-5配位場理論

5-6 分子軌道的對稱性及反應機理 考核要求：

理解：雜化軌道波函數的構造方法，Huckle處理共扼有機分子時引進的假設等

掌握：雜化軌道理論的基本要點，以及等性和不等性雜化軌道的計算方法；Huckle分子軌道理論的基本要點及對共扼有機分子和簡單無機分子的處理方法；大P 鍵的概念，類型及形成條件；用Huckle分子軌道理論計算分子圖的方法和分子圖中各數據的物理意義。

第六 章 晶體結構

基本要求：

掌握晶體結構的點陣理論和晶體對稱性的知識，了解X射線衍射法的原理及應用。掌握解金屬晶體，離子晶體，共價晶體，分子型晶體的結構和性質，掌握常見而重要的若干晶體的結構和性質。教學要點：

1．晶體結構的周期性和點陣。2．晶體的對稱元素和對稱操作。3．晶胞的定義。4．7個晶系。5．晶體學點群。

6．點陣點指標、晶棱指標、晶面指標。教學時數: 課堂講授10學時 教學內容與考核要求： 6-1晶體結構的周期性 6-2 晶體的宏觀對稱性 6-3 晶體的定向和晶面符號 6-4晶體的微觀對稱性 6-5 晶體的230個空間群 6-6 離子晶體

6-7共價晶體、分子晶體、和混合鍵型晶體 6-8 共價半徑、原子半徑、離子半徑

第七章 物質結構分析方法簡介

教學要點: 了解測定分子和晶體結構的實驗方法。著重了解分子光譜、X射線衍射等方法所依據的基本原理，以及這些方法在測定結構中的作用和應用范圍，為了解與掌握現代化學中的重要實驗方法打下初步的基礎。

教學時數: 課堂講授4學時 教學內容: 7-1 X射線衍射分析 7-2 分子光譜 考核要求：

理解：分子光譜、X射線衍射等方法所依據的基本原理。掌握：一些簡單光譜實驗的應用。

三、教學時數分配

本課程總學時為54學時

——————————————————————————————————————

課程內容..................................................學時

——————————————————————————————————————

緒論...........................................................1 第 一 章 量子力學基礎知識......................................8 第 二 章 原子的結構和性質......................................10 第 三 章 雙原子分子的結構和性質................................8 第 四 章 分子的對稱性..........................................4 第 五 章 多原子分子的結構和性質................................10 第 六 章 晶體結構.............................................10 第 七 章 物質結構分析方法.....................................3 ——————————————————————————————————————

四、教學方式

采用多媒體教學與傳統教學相結合的方式；以課堂講授為主，并配合模型實習、課堂討論等形式。講授過程中插入練習或思考題、使學生不會因信息量太大而難于接受。在課堂講授、作業、習題課、輔導答疑、考試等教學的各個環節，把最新的科研成果納入教學內容之中；著力改革教學方法，既教學生知識又教學生獲取知識的方法，培養和鍛煉學生科學的思維方法，提高學生的科學思維能力，幫助和啟發學生勤奮學習，刻苦鍛煉，提高分析問題和解決問題的能力。

五、考核方式

期末閉卷考試

參考書目：

1.周公度，段連運《結構化學基礎》(第四版)，北京大學出版社2008 2.林夢海等編，《結構化學》(第二版)，北京: 科學出版社，2008 3.李炳瑞編著，《結構化學》，北京:.高等教育出版社，2004 4.李奇等主編《結構化學》)，北京師范大學出版社2008

5.東北師范大學等編，《結構化學》，北京: 高等教育出版社，2003 6.潘道愷 等《物質結構》(第二版)，高等教育出版社1989 7.唐作華《基礎結構化學》，四川大學出版社1994 8.郭用猷《結構化學》，山東大學出版社1998 9.江元生《結構化學》，高等教育出版社1997 12.徐光憲《物質結構》（第二版），高等教育出版社1987 13.范康年，鄧景發《物理化學》(第2版)，高等教育出版社2005年 14.范康年《物理化學學習指導》，復旦大學出版社1996 15.周公度《結構化學習基礎題解析》(第三版)，北京大學出版社2002

第二篇：《結構化學》教學大綱

《結構化學》教學大綱

課程中文名稱：結構化學

課程英文名稱: STRUCTURE CHEMISTRY

總學時： 60 講課學時： 60習題課學時：0 實驗學時：0 上機學時： 0 授課對象: 理學院應用化學系應用化學專業、材料化學專業本科生 先修課程:高等數學、大學物理、物理化學

一、課程教學目的

結構化學是研究原子、分子和晶體結構，以及結構與性能關系的一門基礎科學，是在物理化學解決反應方向、限度和速率問題的基礎上，解決反應本質問題的科學，是培養跨世紀化學、化工、生命科學高素質專門人才知識結構和能力的重要組成部分。本課程旨在培養學生樹立“結構化學”的觀點，了解結構化學研究和解決問題的方法，并掌握結構化學的基礎理論和基本知識，從而為以后的學習和工作打下必要的結構基礎。

二、教學內容及基本要求 第0章 緒論（2學時）

教學內容：結構化學的研究對象；學習目的；學習內容；學習方法；課程安排及要求；主要參考書。

教學要求：了解結構化學的研究對象和具體的學習內容，明確結構化學在了解反應本質，發現、合成和提取符合人類一定需要的新物質，以及推動化學學科發展等多方面的作用。并注重理論聯系實際，擺脫宏觀現象和傳統觀念的束縛，學會抽象思維和數學工具的應用。第1章 量子力學基礎知識（4學時）

教學內容：微觀粒子的波粒二象性及其特點；測不準關系及其應用；量子力學基本假設（波函數與幾率，力學量與算符，薛定諤方程，態疊加原理，電子自旋）；波函數的合格條件；量子力學處理問題的一般步驟；一維勢箱中粒子的運動狀態的描述及其具體的處理方法。

教學要求：了解微粒子（主要是電子）的運動特點，用波函數描述電子運動狀態的原因及波函數的物理意義。掌握能量算符的寫法，理解波函數的合格條件，熟練掌握用量子力學處理一維勢箱粒子的方法，并熟記其結論。

第2章 原子結構和性質（16學時）

教學內容：類氫離子體系的薛定諤方程及其簡單求解（坐標變換，分離變量，?方程求解），波函數有關圖形；角動量及量子數的物理含義；多電子原子結構；屏蔽效應與鉆穿效應，基態原子核外電子排布規律，原子光譜項。

教學要求：理解薛定諤方程求解的基本思路，掌握歸一化處理方法，了解復函數與實函數解的關系，明確四個量子數的來歷、合理組合及物理含義，熟悉波函數角度分布圖、電子云角度分布圖、電子云圖、徑向向布函數圖等圖形的畫法和所能說明的問題。了解多電子原子薛定諤方程各項的含義；多電子波函數與單電子波函數的不同；屏蔽效應，鉆導效應及其結果；原子光譜項的意義及表示方法。掌握多電子原子核外電子的排布規律以及原子結構與周期系的關系。第3章 分子軌道理論（12學時）

教學內容：氫分子離子的薛定諤方程及其線性變分法處理；分子軌道理論基本要求；分子軌道的類型、符號和能級順序；雙原子分子的結構和性質。休克爾分子軌道理論，電荷密度、鍵級、自由價、分子圖及反應活性；離域?鍵的形成條件；原子軌道對稱守恒原理。

教學要求：掌握氫分子離子的線性變分法處理。了解分子軌道理論的基本要求，了解軌道類型、符號和能級順序，學會用休分子軌道法處理離域?鍵，并掌握求算電荷密度、自由價、鍵級的方法及分子圖表示和分子圖的應用。了解分子軌道對稱守恒原理的基本要點以及對反應機理的說明。

第4章 價鍵理論（2學時）

教學內容：價鍵理論基本要點以及對簡單分子的應用；雜化軌道理論；價電子對互斥理論。

教學要求：理解價鍵理論的基本要點，掌握用價鍵理論處理簡單分子的方法。理解雜化軌道理論的基本思想，了解Sp3、Sp2、Sp雜化軌道的組成、空間取向以及成鍵能力的大小，學會判斷等性雜化和不等性雜化，并掌握用價電子對互斥理論判斷一般分子幾何構型的方法。第5章 配合物的化學鍵理論（4學時）

教學內容：配合物的價鏈理論；晶體場理論（中心離子d軌道的分裂，配合物的紫外可見光譜；中心離子d離子的排布；晶體場穩定化能；姜-泰勒效應）。

教學要求：理解配合物價鍵理論，掌握晶體場理論，能夠判斷在不同晶體場中d軌道的分裂情況和d電子的排布情況，并學會計算晶體場穩定比能的方法。

第6章

分子對稱性與群（16學時）

教學內容：群的定義；同構與同態；共軛元素和類；對稱操作群；群的表示；群論在分子軌道理論和雜化軌道理論中的應用

教學要求：掌握對稱操作群的定義、分類，會判斷分子所屬點群；了解群的表示；學會群論在分子軌道理論和雜化軌道理論中的應用 第7章

晶體結構（4學時）

教學內容：空間點陣與晶體；晶胞中的微粒；晶棱和晶面指標；晶體的宏觀對稱性；晶體學點群；晶體的微觀對稱性；實際晶體的缺陷。教學要求：了解直線、平面和空間點陣結構，晶體中微粒的分數坐標，晶體的宏觀對稱操作，三大晶族，七大品系，32個點群，230個空間群。掌握布拉格方程應用。

三、考試權重

平時成績：5-10%；期中考試：5-10%；期末筆試：80-90%

第三篇：結構化學教學大綱

甘肅民族師范學院化學專業課程教學大綱

結構化學

一、說明

（一）課程性質

結構化學是四年制化學本科專業的必修基礎理論課程。結構化學主要研究原子、分子及晶體的結構以及它們與物質的物理、化學性質的關系。

（二）教學目的

使學生掌握微觀物質運動的基本規律，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，為后續課程的學習打下必要的基礎；通過本課程的學習，培養學生能從結構化學與物質性質（性能）相互關系的基本規律出發，分析和解決問題。從而提高學生運用結構化學的原理和方法來分析問題解決問題的能力，進一步培養他們的辯證唯物主義世界觀，以期能更好的完成中學化學的教學任務以及更好的從事科學研究。

（三）教學內容

第0章 緒論

第1章 量子力學基礎和原子結構 第2章 共價鍵理論與分子結構 第3章 配位場理論和絡合物結構

第4章 分子結構測定方法的原理及應用 第5章 晶體結構

（四）教學時數

60學時

（五）教學方式

主要采用課堂教學、習題課教學、課外輔導，以及測試、考查、考試等方法。并盡可能地充分利用圖表、模型等形象化和電化教具，務使講授具體、直觀、生動，但應注意防止引起某些片面性和科學性的錯誤。

二、本文

第0章 緒論

教學要點：

量子力學發展簡史及學習方法 教學時數： 學時 教學內容：

第一節 本課程的地位和作用、主要內容 第二節 量子力學發展簡史及學習方法 考核要求：

了解量子力學發展史

第一章 量子力學基礎和原子結構

教學要點：

1、以一維勢箱模型、類氫離子體系為例，重點講解量子力學處理微觀體系的思想、模型和方法

2、類氫體系波函數、量子數及其應用

教學時數：

14學時 教學內容：

第一節 經典物理學的困難、量子力學的誕生、微觀粒子運動特征

1、三個著名實驗解釋微觀粒子運動特征——量子論誕生

2、實物微粒運動狀態的波粒二象性、德布羅意關系式和物質波及統計解釋

3、不確定關系（測不準原理）

第二節 量子力學基本假設、微觀粒子運動狀態的表示方法及薛定諤方程

1、波函數和微觀粒子的狀態

2、算符和力學量

3、本征值、本征函數和本征方程

4、薛定諤方程的算符表達式

5、態疊加原理

第三節 一維勢箱粒子的薛定諤方程及解

1、一維勢箱模型、體系薛定諤方程及解

2、一維勢箱粒子薛定諤方程解的討論

3、一維勢箱體系結論的應用

第四節 氫原子與類氫離子的定態薛定諤方程及解

1、氫原子與類氫離子的定態薛定諤方程（直角坐標、球坐標）

2、氫原子與類氫離子的定態薛定諤方程的解（變量分離法、基態解、一般解）

3、氫原子與類氫離子的定態薛定諤方程解的討論（量子數、波函數）第五節 波函數與電子云的圖形表示法

界面圖、等值圖、徑向分布圖和角度分布圖

第六節 多電子原子結構理論的軌道近似模型——原子軌道

1、多電子原子體系的薛定諤方程

2、軌道近似、中心力場近似模型、半經驗處理——屏蔽模型

3、方程解的討論 第七節 電子自旋

1、自旋問題的提出

2、自旋波函數、自旋-軌道、完全波函數概念

3、行列式波函數和保里原理 第八節 原子整體的狀態與原子光譜項

1、原子整體狀態的描述（原子的量子數、角動量的耦合）

2、原子光譜與原子光譜項（原子光譜、原子光譜項推求、原子光譜項對應能級的相對大小、光譜選律）第九節 核外電子排布與元素周期律（自學）教學要求：

1、了解微觀粒子運動的特點，量子力學處理微觀體系的基本方法和步驟

2、理解量子力學基本假設中的概念和假設的內容、基本概念、解一維勢箱體系、類氫體系薛定諤方程的數學方法

3、掌握德·布羅意關系式；一維勢箱體系薛定諤方程解、解的意義及應用 類氫體系量子數的取值和意義，能量、角動量及其分量的計算，波函數與電子云的各種圖示法，中心力場近似模型的思想，原子軌道和電子自旋的概念，行列式波函數

考核要求：

1、掌握德·布羅意關系式；一維勢箱體系薛定諤方程解、解的意義及應用

2、掌握類氫體系量子數的取值和意義，能量、角動量及其分量的計算，波函數與電子云的各種圖示法，中心力場近似模型的思想，原子軌道和電子自旋的概念，行列式波函數

第二章 共價鍵理論與分子結構

教學要點：

1、線性變分法處理氫分子離子體系

2、同核雙原子分子的結構

3、HMO理論的基本要點

4、分子對稱性與分子點群 教學時數：

14學時 教學內容：

+第一節 H2的分子軌道和共價鍵的本質

1、氫分子離子的薛定諤方程（定核近似與勢能曲線）

2、氫分子離子的量子力學近似處理——線性變分法

3、氫分子離子薛定諤方程解的討論（三個積分、能量曲線）

4、氫分子離子波函數、分子軌道概念、共價鍵的本質 第二節 分子軌道理論

1、分子軌道理論的要點

2、原子軌道線性組合為分子軌道法（LCAO-MO）

3、分子軌道的類型、符號和能級順序 第三節 雙原子分子結構

1、同核雙原子分子

2、異核雙原子分子 第四節 雜化軌道理論

1、雜化軌道理論內容

2、sp、sp2、sp3、dsp3、d2sp3簡介

3、雜化軌道理論應用

第五節 離域π鍵與共軛分子結構

1、HMO理論的基本要點和休克爾行列式

2、共軛體系的HMO處理

3、電荷密度，鍵級、自由價、分子圖及應用

4、無機共軛分子

5、離域π鍵形成的條件和類型

第六節 多中心鍵與缺電子分子結構（自學）第七節 分子對稱性與分子點群

1、對稱操作與對稱元素

2、分子點群

3、分子點群的確定

4、分子點群和分子的物理性質（分子的旋光性和偶極矩）

教學要求：

1、了解線性變分法，分子體系的薛定諤方程

2、理解雜化軌道理論，離域π鍵形成的條件和類型，分子點群和分子的物理性質

3、掌握分子軌道的類型、符號和能級順序，同核雙原子分子的結構，分子圖的計算與應用，分子點群的確定，判斷分子的雜化態及幾何構型，離域分子軌道和定域分子軌道區別及應用，根據分子骨架寫出休克爾行列式，一些離域分子的成鍵情況及對性質的影響

考核要求：

1、掌握分子軌道的類型、符號和能級順序

2、同核雙原子分子的結構，分子圖的計算與應用

3、分子點群的確定

4、判斷分子的雜化態及幾何構型，離域分子軌道和定域分子軌道區別及應用，根據分子骨架寫出休克爾行列式，一些離域分子的成鍵情況及對性質的影響

第三章 配位場理論和絡合物結構

教學要點：

1、晶體場中d軌道能級分裂

2、晶體場穩定化能 教學時數：

12學時 教學內容：

第一節 有關絡合物的幾個概念

1、電價配鍵與電價絡合物

2、共價配鍵和共價絡合物 第二節 晶體場理論

1、晶體場模型

2、晶體場中d軌道能級分裂

3、d軌道中電子的排布—高自旋態和低自旋態（分裂能Δ和成對能P）

4、晶體場穩定化能——CFSE

5、晶體場理論的應用（絡合物的穩定性、顏色、水和熱、姜－泰勒效應）第三節 絡合物的分子軌道理論簡介

6、絡合物的分子軌道理論要點

7、正八面體絡合物中的σ軌道和π軌道

8、羰基絡合物和氮分子絡合物

第四節 晶體場理論與分子軌道理論的比較及配位場理論

1、晶體場理論與分子軌道理論的比較

2、配位場理論

第五節 原子簇化合物的結構簡介（自學）教學要求：

1、了解絡合物價鍵理論，姜－泰勒效應，原子簇化合物的結構

2、理解絡合物的分子軌道理論的基本思想，配位場理論

3、掌握晶體場中d軌道能級分裂，d軌道中電子的排布—高自旋態和低自旋態，晶體場穩定化能的計算，晶體場理論的應用，絡合物的幾何構型羰基絡合物和氮分子絡合物的結構特點

考核要求：

1、理解絡合物的分子軌道理論的基本思想，配位場理論

2、掌握晶體場中d軌道能級分裂，d軌道中電子的排布—高自旋態和低自旋態，晶體場穩定化能的計算，晶體場理論的應用，絡合物的幾何構型羰基絡合物和氮分子絡合物的結構特點

第四章 分子結構測定方法的原理及應用

教學要點：

1、雙原子分子的轉動光譜

2、雙原子分子的振動光譜 教學時數：

12學時 教學內容：

第一節 分子光譜

1、分子光譜的產生與分類

2、雙原子分子的轉動光譜（剛性轉子模型和非剛性轉子模型）

3、雙原子分子的振動光譜（諧振子模型和非諧振子模型）

4、雙原子分子振—轉光譜

5、多原子分子的振動 第二節 分子的磁性和磁共振譜

1、分子的磁性

2、核磁共振譜(NMR)

3、電子自旋共振譜(ESR)第三節 光電子能譜(PES)

1、X光電子能譜(XPS)

2、紫外光電子能譜(UPS)教學要求：

1、了解分子光譜的產生與分類，雙原子分子振—轉光譜，核磁共振譜(NMR)，電子自旋共振譜(ESR)，X光電子能譜(XPS)，紫外光電子能譜(UPS)

2、理解基本概念

3、掌握雙原子分子的轉動能級和譜線的分布特點，利用轉動光譜求解分子的結構參數，雙原子分子的振動能級和譜線的分布特點，利用振動光譜求解分子的結構參數，影響化學位移的因素，簡單的圖譜分析

考核要求:

1、掌握雙原子分子的轉動能級和譜線的分布特點

2、利用轉動光譜求解分子的結構參數，雙原子分子的振動能級和譜線的分布特點

3、利用振動光譜求解分子的結構參數，影響化學位移的因素，簡單的圖譜分析

第五章 晶體結構

教學要點：

1、晶體的點陣理論，晶體的宏觀對稱性

2、金屬晶體的堆積型式和金屬原子半徑

3、晶體結構的能帶理論，離子鍵及離子半徑，X-射線晶體結構分析原理

教學時數： 學時 教學內容：

第一節 晶體的點陣理論

1、晶體的點陣理論

2、晶胞及晶胞的二個基本要素

3、晶面和晶面指標

4、晶體的特點和晶體的缺陷 第二節 晶體的對稱性

1、晶體的宏觀對稱性

2、晶體的微觀對稱性 第三節 金屬晶體結構

1、晶體結構的密堆積原理

2、金屬晶體的堆積型式和金屬原子半徑

3、晶體結構的能帶理論

4、金屬鍵的本質和金屬的一般性質 第四節 離子晶體和離子鍵

1、離子鍵及典型離子化合物

2、離子鍵理論

3、復雜離子化合物及其結構簡介 第五節 共價鍵型晶體和混合鍵型晶體

1、共價型原子晶體

2、混合鍵型晶體

第六節 分子型晶體和分子間作用力

1、分子型晶體

2、氫鍵和氫鍵型晶體 第七節 X-射線晶體結構分析

1、X射線在晶體中的衍射

2、衍射方向與晶胞參數

3、衍射強度與晶胞中原子的分布

4、晶體結構分析方法簡介

教學要求：

1、了解復雜離子化合物結構，氫鍵和氫鍵型晶體，晶體結構分析方法

2、理解基本概念，晶體的微觀對稱性，晶體結構的密堆積原理，離子鍵理論

3、掌握晶胞及晶胞的二個基本要素，晶面和晶面指標，金屬晶體的堆積型式和金屬原子半徑，離子的堆積型式和離子半徑，利用勞埃方程和布拉格方程求晶胞參數，晶體的系統消光規律

考核要求：

1、掌握晶胞及晶胞的二個基本要素，晶面和晶面指標.2、金屬晶體的堆積型式和金屬原子半徑，離子的堆積型式和離子半徑，利用勞埃方程和布拉格方程求晶胞參數，晶體的系統消光規律

三、參考書目

1、潘道皚等,《結構化學》，高等教育出版社, 1989年第二版。

2、徐光憲,《結構化學》，人民教育出版社，1979年。

3、周公度、段連運,《結構化學基礎》，北京大學出版社，1997年第二版。

4、謝有暢、邵美成,《結構化學》，人民教育出版社，1979年。

四、本課程使用教具和現代教育技術的指導性意見

本課程采用課堂講授為主，討論、多媒體教學、模型和實踐相結合的多種手段開展教學。

五、課外學習

（一）課外讀書

1、目標

通過課外書籍的閱讀，鞏固和拓展所學知識，以便更深入的理解、掌握微觀物質運動的基本規律，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知識，并能合理地解釋一些實際問題。

2、閱讀書目

1、徐光憲，《結構化學》，人民教育出版社，1979年。

2、周公度，《結構化學基礎》，北京大學出版社，1997年第二版。

3、學習要求

拓展知識面，進一步鞏固和理解所學知識點

4、時間安排

課程結束后兩個月內完成

5、評價方式

結果評價

（二）課外討論

1、目標

進一步提高學生對所學知識的掌握和理解能力

2、討論內容

學習結構化學的體會及其在實際中的應用

3、討論要求

準確理解所學知識，句子通順、流利，表達清晰。

4、時間安排

期中和期末的周末

5、評價方式

結果與過程相結合

（三）實踐活動

1、目標

鍛煉學生對知識點在實際中應用的能力

2、實踐內容

運用所學知識點解釋實際現象

3、實踐要求

知識點的描述正確，解釋合理

4、時間安排

期中和期末的周末

5、評價方式

結果與過程相結合

（四）課外作業

1、目標

進一步鞏固和提高學生對所學知識的掌握和理解能力

2、作業內容

對幾個典型實際現象，進行解釋理解

3、作業要求

解釋合理、透徹，知識點描述正確

4、時間安排

與課外討論同時進行

5、評價方式

結果評價

第四篇：哈爾濱工業大學：結構化學 教學大綱

40學時《結構化學》課程教學大綱

課程中文名稱： 結構化學

課程英文名稱:：STRUCTURE CHEMISTRY

總學時： 40 講課學時：40習題課學時： 0 實驗學時：0 上機學時： 0 授課對象：應用化學系應化學工程與工藝等專業大三本科生 先修課程：高等數學、大學物理、物理化學

一、課程教學目的

結構化學是研究原子、分子和晶體結構，以及結構與性能關系的一門基礎科學，是在物理化學解決反應方向、限度和速率問題的基礎上，解決反應本質問題的科學，是培養新世紀化學、化工、生命科學高素質專門人才知識結構和能力的重要組成部分。本課程旨在培養學生在樹立“結構化學”的觀點的基礎上，了解結構化學研究和解決問題的方法，并掌握結構化學的基礎理論和基本知識，為以后的學習和工作打下必要的結構基礎。

二、教學內容及基本要求 第一章 緒論（2學時）

教學內容：結構化學的研究對象；學習目的；學習內容；學習方法；課程安排及要求；主要參考書。

教學要求：了解結構化學的研究對象和具體的學習內容，明確結構化學在了解反應本質，發現、合成和提取符合人類一定需要的新物質，以及推動化學學科發展等多方面的作用。并注重理論聯系實際，擺脫宏觀現象和傳統觀念的束縛，學會抽象思維的方法和數學工具的應用。

第二章 量子力學基礎知識（6學時）

教學內容：微觀粒子的波粒二象性及其特點；測不準關系及其應用；量子力學基本假設（波函數與幾率，力學量與算符，薛定諤方程，態疊加原理，電子自旋）；波函數的合格條件；量子力學處理問題的一般步驟；一維勢箱中粒子運動狀態的描述及其具體的處理方法。

教學要求：了解微粒子（主要是電子）的運動特點，用波函數描述電子運動狀態的原因及波函數的物理意義。掌握能量算符的寫法，理解波函數的合格條件，熟練掌握用量子力學處理一維勢箱粒子的方法，并熟記其結論。第三章 原子結構和性質（14學時）

教學內容：類氫離子體系薛定諤方程的求解（坐標變換，分離變量，?方程求解），波函數有關圖形；角動量及量子數的物理意義；多電子原子結構；屏蔽效應與鉆穿效應，基態原子核外電子排布規律，原子光譜項。

教學要求：理解薛定諤方程求解的基本思路，掌握歸一化處理方法，了解復函數解與實函數解的關系，明確四個量子數的來歷、合理組合及物理含義，熟悉波函數角度分布圖、電子云角度分布圖、電子云圖、徑向向布函數圖等圖形的畫法和所能說明的問題。了解多電子原子薛定諤方程各項的含義；多電子波函數與單電子波函數的不同；屏蔽效應、鉆導效應及其所致結果；原子光譜項的意義及表示方法。掌握多電子原子核外電子的排布規律以及原子結構與周期系的關系。

第四章 分子軌道理論（10學時）

教學內容：氫分子離子的薛定諤方程及其線性變分法處理；分子軌道理論基本要點；分子軌道的類型、符號和能級順序；雙原子分子的結構和性質。休克爾分子軌道理論，電荷密度、鍵級、自由價、分子圖及共軛分子的反應活性；離域?鍵的形成條件；原子軌道對稱守恒原理。

教學要求：掌握氫分子離子的線性變分法處理。了解分子軌道理論的基本要點，了解軌道類型、符號和能級順序，學會用休克爾分子軌道法處理離域?鍵，并掌握求算電荷密度、自由價、鍵級的方法及分子圖表示與應用。了解分子軌道對稱守恒原理的基本要點以及對反應機理的說明。

第五章 價鍵理論（4學時）

教學內容：價鍵理論基本要點以及對簡單分子的應用；雜化軌道理論；價電子對互斥理論。

教學要求：理解價鍵理論的基本要點，掌握用價鍵理論處理簡單分子的方法。理解雜化軌道理論的基本思想，了解Sp、Sp、Sp雜化軌道的組成、空間取向以及成鍵能力的大小，學會判斷等性雜化和不等性雜化，并掌握用價電子對互斥理論判斷一般分子幾何構型的方法。

第六章 配合物的化學鍵理論（4學時）

教學內容：配合物的價鍵理論；晶體場理論（中心離子d軌道的分裂，配合物的紫外可見光譜；中心離子d電子的排布；晶體場穩定化能；姜-泰勒效應）。

教學要求：理解配合物價鍵理論，掌握晶體場理論，能夠判斷在不同晶體場中d軌道的分裂情況和d電子的排布情況，并學會計算晶體場穩定化能的方法。

60學時《結構化學》教學大綱

課程中文名稱：結構化學

課程英文名稱: STRUCTURE CHEMISTRY 總學時： 60 講課學時：60 實驗學時：0 上機學時： 0 授課對象: 理學院應用化學系應用化學專業、材料化學專業本科生 先修課程:高等數學、大學物理、物理化學

一、課程教學目的

結構化學是研究原子、分子和晶體結構，以及結構與性能關系的一門基礎科學，是在物理化學解決反應方向、限度和速率問題的基礎上，解決反應本質問題的科學，是培養跨世紀化學、化工、生命科學高素質專門人才知識結構和能力的重要組成部分。本課程旨在培養學生樹立“結構化學”的觀點，了解結構化學研究和解決問題的方法，并掌握結構化學的基礎理論和基本知識，從而為以后的學習和工作打下必要的結構基礎。

二、教學內容及基本要求 第一章 緒論（2學時）

教學內容：結構化學的研究對象；學習目的；學習內容；學習方法；課程安排及要求；主要參考書。

教學要求：了解結構化學的研究對象和具體的學習內容，明確結構化學在了解反應本質，發現、合成和提取符合人類一定需要的新物質，以及推動化學學科發展等多方面的作用。并注重理論聯系實際，擺脫宏觀現象和傳統觀念的束縛，學會抽象思維和數學工具的應用。第二章 量子力學基礎知識（8學時）

教學內容：微觀粒子的波粒二象性及其特點；測不準關系及其應用；量子力學基本假設（波函數與幾率，力學量與算符，薛定諤方程，態疊加原理，電子自旋）；波函數的合格條件；量子力學處理問題的一般步驟；一維勢箱中粒子的運動狀態的描述及其具體的處理方法。

教學要求：了解微粒子（主要是電子）的運動特點，用波函數描述電子運動狀態的原因及波函數的物理意義。掌握能量算符的寫法，理解波函數的合格條件，熟練掌握用量子力學處理一維勢箱粒子的方法，并熟記其結論。第三章 原子結構和性質（14學時）

教學內容：類氫離子體系的薛定諤方程及其簡單求解（坐標變換，分離變量，?方程求解），波函數有關圖形；角動量及量子數的物理含義；多電子原子結構；屏蔽效應與鉆穿效應，基態原子核外電子排布規律，原子光譜項。

教學要求：理解薛定諤方程求解的基本思路，掌握歸一化處理方法，了解復函數與實函數解的關系，明確四個量子數的來歷、合理組合及物理含義，熟悉波函數角度分布圖、電子云角度分布圖、電子云圖、徑向向布函數圖等圖形的畫法和所能說明的問題。了解多電子原子薛定諤方程各項的含義；多電子波函數與單電子波函數的不同；屏蔽效應，鉆導效應及其結果；原子光譜項的意義及表示方法。掌握多電子原子核外電子的排布規律以及原子結構與周期系的關系。

第四章 分子軌道理論（12學時）

教學內容：氫分子離子的薛定諤方程及其線性變分法處理；分子軌道理論基本要求；分子軌道的類型、符號和能級順序；雙原子分子的結構和性質。休克爾分子軌道理論，電荷密度、鍵級、自由價、分子圖及反應活性；離域?鍵的形成條件；原子軌道對稱守恒原理。

32教學要求：掌握氫分子離子的線性變分法處理。了解分子軌道理論的基本要求，了解軌道類型、符號和能級順序，學會用休分子軌道法處理離域?鍵，并掌握求算電荷密度、自由價、鍵級的方法及分子圖表示和分子圖的應用。了解分子軌道對稱守恒原理的基本要點以及對反應機理的說明。

第五章 價鍵理論（4學時）

教學內容：價鍵理論基本要點以及對簡單分子的應用；雜化軌道理論；價電子對互斥理論。

教學要求：理解價鍵理論的基本要點，掌握用價鍵理論處理簡單分子的方法。理解雜化

32軌道理論的基本思想，了解Sp、Sp、Sp雜化軌道的組成、空間取向以及成鍵能力的大小，學會判斷等性雜化和不等性雜化，并掌握用價電子對互斥理論判斷一般分子幾何構型的方法。

第六章 配合物的化學鍵理論（4學時）

教學內容：配合物的價鏈理論；晶體場理論（中心離子d軌道的分裂，配合物的紫外可見光譜；中心離子d離子的排布；晶體場穩定化能；姜-泰勒效應）。

教學要求：理解配合物價鍵理論，掌握晶體場理論，能夠判斷在不同晶體場中d軌道的分裂情況和d電子的排布情況，并學會計算晶體場穩定比能的方法。第七章 晶體結構（8學時）

教學內容：空間點陣與晶體；晶胞中的微粒；晶棱和晶面指標；晶體的宏觀對稱性；晶體學點群；晶體的微觀對稱性；實際晶體的缺陷。

教學要求：了解直線、平面和空間點陣結構，晶體中微粒的分數坐標，晶體的宏觀對稱操作，三大晶族，七大品系，32個點群，230個空間群。掌握布拉粒格方程應用。第八章 結構分析方法（8學時）

教學內容：X-射線衍射法；電子吸收譜，質譜，拉曼光譜。教學要求：掌握分析原理和具體分析方法。

第五篇：結構素描教學大綱

結構素描

一、課程開設的意義、作用和地位

結構素描是藝術設計專業的必修課程和基礎課程。結構素描基礎課程以線條節奏、黑白明暗進行造型練習為主要訓練手段，通過對結構素描理論及技能的系統、科學、嚴格地講授與訓練，培養學生正確認識與表現物象的造型形態，掌握概括與歸納對象的能力。同時培養對創造新的形態的能力進行訓練，即培養學生的創造力，為后續的專業設計打下良好的基礎。

二、教學目的、任務和要求

結構素描理論知識的學習和課堂寫生訓練，使學生從中獲得豐富的視覺經驗及審美體驗，并能有意識的運用多種技法進行表現。通過課堂寫生、寫生中的再創造、形體轉換、解構重構、空間意向、形象聯想、創造性思維的表達，在比較與綜合中透徹地理解結構素描的針對性或規定性的課題訓練，使學生了解和掌握結構素描造型的基本原理及技法，從而提高藝術設計的表現力和創造力。

三、教學內容與教學安排

(1)速寫 10課時

速寫是素描的一種表現形式，是基礎造型能力之一。它主要是培育敏銳的觀察力、審美意識、表現技能。課堂練習安排為(1)由慢到快(2)由靜到動(3)由簡到繁(4)臨摹、寫生相結合。課堂上首先進行理論的指導與示范，課堂練習主要目的是能夠迅速地、簡要地概括和提煉所要描繪的對象，在一定作業量的完成情況下，使學生能夠達到預期目標。另一方面在觀察體驗生活，對生活、自然及人類的再認識上，促進綜合素養，達到對美的敏銳發現與迅速表達。

(2)幾何形體、靜物寫生 30課時

幾何形體是最初級內容，它包括基本形體及透視學的常規訓練。一切復雜物體可以簡化為最簡單的基本形體，如正方體、圓柱體，圓球體等。所以，研究幾何體的結構、透視、明暗等規律，將具有普通性指導意義。同時也是初步熟悉和掌握寫生的一般步驟與方法，提高抓形能力及表現能力，為下一步表現較復雜的對象打下基礎。

靜物是指瓜果、蔬菜、日用器皿等，當然也包括植物、山川云石等自然物。如樹葉、樹枝、昆蟲、鳥類、魚、貝、螺等物體。它們是一種自然生態的自由形，不像幾何形體那么規則，因此在練習時就會面臨在描繪過程中進行創造性提煉加工的問題。自然物有著豐富多彩的形體、顏色、肌理和結構，在對其表現過程中，在把握表達上有一定難度，同時對形體間的相互關系的正確處理也十分重要。

(3)石膏像、人物寫生 30課時

前面我們進行了幾何形體與靜物的寫生練習，對物體的空間、結構、透視的知識技能有了一定的基礎，現開始轉到石膏像素描寫生。石膏像要比靜物的形體復雜，但是石膏像的結構雖然復雜，我們可以用幾何形體的原理來分析認識它。

人體結構有著自身天然的形式美的規律，人體的結構、功能之合理、完美，涵蓋了自然造物之精髓。人物寫生，可以得到各種結構，有機形態的訓練。我們在對人物生理結構有所了解的基礎上，要用藝術結構的方法去理解表現對象。所謂藝術結構就是在生理結構的基礎上有一定程度的改變、調整甚至重組。強化對象的體量感及節奏感，既要表現出塊狀的體面，又能表示空間，顯示前后進退，既要把握自然結構的準確，還要有必要的夸張和強調的表現能力。

(4)解構重構、聯想創意 30課時

重構與聯想練習是面對客觀對象，以其為原發點、為契機、為切入點進行創意性的寫生和構成，做到有感而發、有意而表。憑借形象的聯想，我們可以強調改變視覺常性，開發想象，同時將注意力放在想象效果的實際描繪上，充分利用和發揮所掌握的描繪技能，達到體現構想、表達創意的目的;它們可以是矛盾空間、超現實空間、虛擬空間、夢幻空間、錯視空間、玄妙空間等創意表達。具體形式練習：(一)物象的質感轉換，即是突破現實物體原有的質地概念，如把瓷器的質地轉換為玻璃、金屬、木材、紙棉等質地。(二)將一個物象造型特征轉變為另一物象的造型，或把它們進行變換、轉移或融合，使它產生一個全新的形態。(三)要能夠自如地營造描繪一個虛構空間，諸如要設計一種電器產品，必須具備虛構未成現實的一個產品的能力。(四)將多種不同時空的形象進行同一畫面組接或轉換，使其在畫面中產生一種全新的時空秩序。

這種素描的訓練要求我們改變習以為常的觀察方法，以一種全新的視角審視眼前的物象，而通過視覺聯想、意味聯想、形態聯想、時空聯想等手法達到。

四、教學方法的原則性建議

任課教師制定教學教案一定要適合本專業的教學要求，應包含教學方法和內容，強調以培養學生造型意識、創造能力為目的進行多種方法、技法的表現。每階段的結構素描課程一定要系統地講授理論知識，充分利用多媒體課件授課，拓展學生眼界，提高造型認識。