结构化学课程考试大纲

《结构化学》课程考试大纲（四年制本科.试行）课程编号：03010203课程性质：专业限选课适用专业：化学开设学期：第六学期考试方式：闭卷笔试一、课程考核目的促进学生复习、巩固所学的知识。检验学生掌握结构化学基本理论与基础知识的情况。了解学生用量子力学解释简单的微观体系，如单电子体系，共轭体系等的能力；理解物质性质与其微观结构的关系的能力。检验学生分析解决一般实际问题和进一步自学结构化学书刊的能力。二、教学时数本课程总学时为68（17周，周课时4）。三、教材与主要参考书教材1、结构化学（第一版）汪元生（高等教育出版社）参考书目1、结构化学（第一版），东北师范大学等编，（高等教育出版社）2、物理化学（第一版）邓景发范康年（高等教育出版社）3、结构化学基础（第三版）周公度段连运（北京大学出版社）四、考核知识点与考核目标本考试大纲根据上饶师范学院《结构化学》课程教学大纲的教学要求，以四年制本科人才培养为目标，按照结构化学学科的理论知识体系，结合无机化学，高等数学等相关学科所要求掌握的内容，提出了考核的知识点和考核的目标。考核目标分为三个层次；了解、理解、掌握。第一章量子理论考核知识点1、旧量子论的历史背景：Plank“能量子”的意义；Einstein光量子论；氢原子光谱；2、Bohr理论概述|：氢原子线状光谱的解释；Bohr原子结构理论基本要点；3、波粒二象性：德布罗意波的关系式；二象性的实验验证——晶体的电子衍射；4、波函数及物质波的几率解释；5、薛定谔方程在直角坐标系中的形式及各项的物理意义；6、物理量的算符表示；7、量子力学原理在简单体系中的应用示例——维势箱粒子运动。考核要求1、掌握Plank“能量子”的意义；理解Einstein光量子论；2、了解氢原子线状光谱的解释；Bohr原子结构理论基本要点；3、掌握德布罗意波的关系式；理解不确定关系△x,△P所代表的意义；了解二象性的实验验证——晶体的电子衍射；4、理解波函数的正交归一性；掌握波函数合格条件（连续单值有效）；5、理解薛定谔方程所代表的物理意义；6、理解算符的概念；掌握厄米算符的性质；了解算符与物理量之间的关系及常见物理量的算符形式；7、掌握—维势箱粒子运动求解方程的过程和方法；了解对求解结果物理意义的分析和说明，粒子运动的量子化特征（量子数和量子状态），量子效应（零点能和离域效应），波函数节点和能级的关系。第二章原子结构考核知识点1、单电子原子——氢原子（类氢离子）的结构；2、定态薛定谔方程在极坐标中的形式；3、能级表达式及几个量子数值之间的关系；4、按l、m值分类的波函数表示法；5、波函数及电子云的图形表示及其物理意义；6、轨道角度分布图的作法；7、多电子体系波函数的Pauli原理以及反对称波函数的行列式；8、双电子体系的波函数的单态和三重态，自旋相关效应及交换能的概念；9、Hund规则的说明；10、多电子原子的组态和电子填充原则；11、根据电子壳层结构解释元素化学性质的周期性变化，及一些元素的性质；12、原子的整体状态和光谱项；13、原子光谱的多重结构——光谱项的意义；14、等价电子组态光谱项的推求。考核要求1、理解定核近似模型的提出假设；2、了解求解偏微分方程的一般求解过程；3、了解其解的实函数形和复函数形之间的联系和区别；4、掌握波函数及电子云的图形表示及其物理意义；5、理解量子数n、l、m的意义和作用；了解通过波函数求能量，角动量平方，角动量Z分量及磁矩的值；6、掌握Pauli原理；7、掌握Hund规则；8、了解通过电子壳层结构解释元素化学性质的周期性变化，及一些元素的性质；9、掌握光谱项、光谱支项、基谱项的求解；了解非等价电子组态光谱项和等价电子组态光谱项的推求。第三章双原子分子考核知识点1、线性变分法及其对H2+的处理步骤；2、对H2+处理结果的能级公式及Sab、Haa、Hab特有函数形式及其物理意义；3、依靠能量和波函数讲述共价键本质；4、简单分子轨道理论；5、LCAO—MO成键三原则；6、双原子分子的轨道类型，图形，符号表示和能级顺序；7、价键理论；8、价键理论对简单分子构型的讨论；9、价键理论与分子轨道理论的比较。考核要求1、理解线性变分法；了解其对H2+的处理步骤；2、掌握Sab、Haa、Hab特有函数形式及其物理意义；理解双原子分子中电子运动状态。3、理解共价键本质；4、理解分子轨道理论；5、掌握LCAO—MO成键三原则；6、掌握简单的双原子分子的电子组态；了解分子轨道与化学键联系和区别；7、理解价键理论；掌握价键理论对简单分子构型的讨论；理解价键理论与分子轨道理论的比较。第四章对称性与点群考核知识点1、分子的结构与性质的关系；2、对称操作和对称元素的概念及其相互关系；3、分子点群的的分类；4、典型分子的点群结构；5、分子点群的乘法表；6、群的表示；7、群的性质；8、点群的性质；9、点群的特征标表；10、点群的特征标表的应用；11、点群与分子的旋光性的关系；12、点群与分子的偶极矩的关系；13、分子对称性判断分子偶极矩及旋光性的方法。考核要求1、理解分子的结构与性质的关系；2、掌握对称操作和对称元素的概念；理解其相互关系；掌握分子对称操作的分类；3、掌握分子点群的的分类；掌握典型分子的点群结构；4、理解分子点群的乘法表；5、掌握群的表示；理解群的性质。6、掌握点群的性质；理解点群的特征标表；了解点群的特征标表的简单应用；7、理解点群与分子的旋光性的关系和点群与分子的偶极矩的关系；掌握利用分子对称性判断分子偶极矩及旋光性的方法。第五章多原子分子考核知识点1、杂化轨道理论；2、等性杂化与非等性杂化；3、s—p,d—s—p杂化及多原子分子构型；4、多原子分子中非定域分子轨道的离域化；5、H2O的杂化轨道理论的解释，并对其性质做相应了解；6、对甲醛的结构进行讨论，进而比较其与水的区别；7、对NH3进行分子轨道的求解；8、通过杂化轨道理论与分子轨道理论的比较，了解它们的使用范围，理论的假设；9、通过前面一章的点群知识而更加深入的体会分子结构与其性质的关系。考核要求1、理解杂化轨道理论；掌握杂化轨道概念；掌握H2O和甲醛的通过杂化轨道理论的解释；了解H2O和甲醛结构区别；2、理解等性杂化与非等性杂化；了解s—p,d—s—p杂化；3、了解多原子分子非定域分子轨道的离域化；4、了解NH3进行分子轨道的求解；5、理解杂化轨道理论与分子轨道理论的区别与联系；6、通过点群知识而更加深入的理解分子结构与其性质的关系。第六章共轭分子考核知识点1、HMO近似方法；2、书写久期行列式；4、轨道能、总能量和离域键键能，离域能的计算；5、分子图各项含义及其计算；6、缺电子分子和多中心键；7、共轭分子的书写及分类；8、分子轨道对称守恒原理；9、前线轨道理论；10、建立分子轨道能级相关图，说明分轨道对称守恒原理；11、对电环合反应立体专一性及其他简单典型反应机理的解释。考核要求1、掌握HMO近似方法；掌握其对丁二烯和烯丙基自由基的波函数的求解；了解其对苯的波函数的求解。2、了解轨道能、总能量和离域键键能，离域能的计算；3、理解分子图各项含义；掌握其计算。4、了解缺电子分子和多中心键；5、了解分子轨道对称守恒原理；6、了解前线轨道理论；了解其对电环合反应立体专一性及其他简单典型反应机理的解释。第七章过渡金属化合物考核知识点1、晶体场理论和配位场理论；2、过渡金属化合物的分类；3、配位化合物的结构及在水中的颜色的不同的解释；4、应用晶体场理论对过渡金属化合物进行解释；5、稳定化能的求解；6、配位化合物的结构发生的畸变的不同；7、高自旋和低自旋化合物的区别与联系；8、不同配位化合物的结构与性质；9、分子轨道理论在配合物中的应用；10、过渡金属化合物的结构与其他化合物的区别。考核要求1、理解晶体场理论和配位场理论；了解配位化合物的结构；掌握其对在水中的颜色的不同的解释；了解晶体场理论对过渡金属化合物进行解释；2、掌握稳定化能的求解；3、掌握配位化合物的结构发生的畸变的不同；4、掌握高自旋和低自旋化合物的区别与联系；5、理解分子轨道理论在配合物中的应用；6、了解过渡金属化合物的结构与其他化合物的区别。第八章簇合物和团簇考核知识点1、原子簇化合物的9n+2成键规则；2、分子磁性及磁共振谱；3、磁化率及应用；4、核磁共振谱；5、顺磁共振及应用；6、X射线光电子能谱及紫外光电子能谱的应用简介。考核要求：1、理解原子簇化合物的9n+2成键规则d轨道分裂的微观机制；2、了解分子磁性及磁共振谱；3、理解物质产生磁化率的原因；4、了解核磁共振谱；5、了解X射线光电子能谱及紫外光电子能谱的应用简介。第九章固体考核的知识点1、点阵和点阵结构；2、点阵和平移对称的概念，晶体的点阵结构、结构基元；3、空间点阵的划分、空间格子、点阵单位，正当点阵单位，14种空间点阵型式及基特点，晶面指标；4、晶体结构的描述，晶胞，晶胞参数，原子分数座标；5、晶体的宏观对称性；6、晶体的对称操作，对称元素及符号，七个晶系及各晶系的特征对称元素；7、32个晶体点群；8、晶体的微观对称性；9、螺旋轴，滑移面及符号；10、各类晶体的典型结构；11、金属晶体；金属键的本质（自由电子模型和能带理论）；12、典型密堆积A1、A2、A3的几何特点；13、离子晶体；离子键的本质，晶格能的计算；14、几种典型结构的几何特点（负离子堆积方式点阵型式、正离子占空隙种类，配位数比，分数坐标）：NaCl,CsCl,ZnS(立方).ZnS(六方)CaF2；15、几种典型的简单的共价晶体，分子晶体及氢键晶体的构型结构的特点，并说明对性质的影响；16、混合键型晶体：石墨.CuCl2、CdI2等；17、晶体的缺陷对性质影响简介。考核要求1、掌握点阵和点阵结构；理解点阵和平移对称的概念。2、掌握晶体的点阵结构、结构基元；3、理解空间点阵的划分、空间格子、点阵单位，正当点阵单位，14种空间点阵型式及基特点；掌握晶面指标表示；4、理解晶体结构的描述；5、了解晶体的对称操作，对称元素及符号，七个晶系及各晶系的特征对称元素；了解32个晶体点群；6、理解晶体的微观对称性；7、了解螺旋轴，滑移面及符号；8、理解金属键的本质；了解自由电子模型和能带理论；9、掌握典型密堆积A1、A2、A3的几何特点及其空间占用率；10、理解离子键的本质；了解晶格能的计算；11、了解几种典型结构的几何特点（负离子堆积方式点阵型式、正离子占空隙种类，配位数比，分数坐标）：NaCl,CsCl,ZnS(立方).ZnS(六方)CaF2；12、了解混合键型晶体：石墨.CuCl2、CdI2等；13、了解硅酸盐结构；14、了解晶体的缺陷对性质影响简介。（执笔：王学军）