《结构化学》课程教学大纲 课程名称：结构化学 课程类别：专业主干课 适用专业：化学 考核方式：闭卷考试 总学时、学分：64学时4学分 其中实验学时：0学时 一、课程教学目的 本课程的主要目的是使学生掌握微观世界物质的结构和运动规律，理解结构 与性能的相互关系和某些实验方法的基本原理。 二、课程教学要求 本课程是建立在高等数学、物理学、无机化学、有机化学、物理化学基础 上的后续课程：本课程以量子力学为基础、以原子、分子、络合物、晶体为基 本结构；内容包括微观粒子的运动规律，量子力学的基本方程—Schrodinger 方程的建立和求解，波函数、电子云的径向分布和角度分布及核外电子排布的 基本原理，MOT及LFT等理论以及一些简单的量子力学计算方法等。通过 本课程的学习，培养学生能够掌握物质结构与物质性能相互关系的基本规律， 同时提高他们分析和解决问题的能力。 执行本大纲应注意的问题： 1.注意讲清本课程中的基本概念和基本理论，在保持课程的科学性及系统 性的基础上，应突出重点、难点，同时注意本课程与前期课程相关内容的衔接， 以免遗漏或不必要的重复。 2.教学过程中要充分利用直观教具如仪器装置、图表、幻灯及录像和计算 机辅助教学软件等
《结构化学》课程教学大纲 课程名称：结构化学 课程类别：专业主干课 适用专业： 化学 考核方式：闭卷考试 总学时、学分：64 学时 4 学分 其中实验学时： 0 学时 一、课程教学目的 本课程的主要目的是使学生掌握微观世界物质的结构和运动规律，理解结构 与性能的相互关系和某些实验方法的基本原理。 二、课程教学要求 本课程是建立在高等数学、物理学、无机化学、有机化学、物理化学基础 上的后续课程；本课程以量子力学为基础、以原子、分子、络合物、晶体为基 本结构；内容包括微观粒子的运动规律，量子力学的基本方程——Schrödinger 方程的建立和求解，波函数、电子云的径向分布和角度分布及核外电子排布的 基本原理， MOT 及 LFT 等理论以及一些简单的量子力学计算方法等。通过 本课程的学习，培养学生能够掌握物质结构与物质性能相互关系的基本规律， 同时提高他们分析和解决问题的能力。 执行本大纲应注意的问题： 1．注意讲清本课程中的基本概念和基本理论，在保持课程的科学性及系统 性的基础上，应突出重点、难点，同时注意本课程与前期课程相关内容的衔接， 以免遗漏或不必要的重复。 2．教学过程中要充分利用直观教具如仪器装置、图表、幻灯及录像和计算 机辅助教学软件等
3.因学时有限，而内容较多，因此有一部分内容要求学生自学。学生自学 部位不占总学时，但仍然是大纲要求掌握内容。学生自学部分，采用由教师提示， 学生课后自学并提出问题，老师课后解答的方式： 4.必要时对重点章节，可在讲授基础上，引导学生查阅资料，并进行课 后学习兴趣小组讨论，写出读书报告，以培养学生综合分析问题的能力：并努 力反映本学科的新成就。 三、先修课程 《无机化学》、《有机化学》 四、课程教学重、难点 l、从经典力学向量子论的转变；难，点是Schrodinger方程的建立及其解。 2、变分法原理，难点是对分子轨道理论和共价键的本质的理解。 3、配位场理论和分子轨道理论，难点是对称性匹配群轨道(SALC)的确定。 4、分子光谱、核磁共振谱、X射线衍射等方法所依据的基本原理。 五、课程教学方法与教学手段 本课程采用课堂讲授和讨论相结合。通过阅读主要参考书目、网上查询、资 料整埋和专题讨论，以演绎法和归纳法为主，运用类比、模拟及其它科学方法。 在量子化学方面着重介绍其实验基础、基本概念和基本方程的意义，以及一些简 单的数学处理方法，使学生能系统地理解微观体系的特征以及结构与性能之关系。 对更加细致而全面的数学分析方法留待量子化学课程中介绍。 六、课程教学内容 第一章量子力学基础和原子结构（30学时) 1.教学内容 量子论的建立，德布罗依关系式，Schrodinger方程的建立，氢原子和类氢离子的结构，多电子原子结
3．因学时有限，而内容较多，因此有一部分内容要求学生自学。学生自学 部位不占总学时，但仍然是大纲要求掌握内容。学生自学部分，采用由教师提示， 学生课后自学并提出问题，老师课后解答的方式； 4．必要时对重点章节，可在讲授基础上，引导学生查阅资料，并进行课 后学习兴趣小组讨论，写出读书报告，以培养学生综合分析问题的能力；并努 力反映本学科的新成就。 三、先修课程 《无机化学》、《有机化学》 四、课程教学重、难点 1、从经典力学向量子论的转变；难点是 Schrödinger 方程的建立及其解。 2、变分法原理，难点是对分子轨道理论和共价键的本质的理解。 3、配位场理论和分子轨道理论, 难点是对称性匹配群轨道（SALC）的确定。 4、分子光谱、核磁共振谱、X 射线衍射等方法所依据的基本原理。 五、课程教学方法与教学手段 本课程采用课堂讲授和讨论相结合。通过阅读主要参考书目、网上查询、资 料整埋和专题讨论，以演绎法和归纳法为主，运用类比、模拟及其它科学方法。 在量子化学方面着重介绍其实验基础、基本概念和基本方程的意义，以及一些简 单的数学处理方法，使学生能系统地理解微观体系的特征以及结构与性能之关系。 对更加细致而全面的数学分析方法留待量子化学课程中介绍。 六、课程教学内容 第一章 量子力学基础和原子结构（30 学时） 1．教学内容 量子论的建立，德布罗依关系式，Schrödinger 方程的建立，氢原子和类氢离子的结构，多电子原子结
构。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。多电子原子中心力场近似法及H原子的变分法处以及核外电子排布的依据及角动量的偶合及原子光谱 的意义。 2.重、难点提示 从经典力学向量子论的转变：难点是Schrodinger方程的建立及其解。 第二章共价键理论和分子结构(26学时) 1.教学内容 分子轨道理论和价键理论理论，共价键的本质，HMO方法及其在共轭分子中的应用，确定分子点群的 系统方法。即化学键的两个基本理论：分子轨道理论和价键理论。线性变分法处理H和H体系，共价键 本质及典型的双原子分子的电子排布。掌握价键理论在多原子分子结构中的应用，了解价电子对互斥理论， 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，范德 华吲引力等分子间作用力的本质。确定分子点群的系统方法并能根据分子的几何构型确定分子所属的点群， 群的表示和特征标表的意义。偶极矩、磁化率与分子结构的关系。 2,重、难点提示 变分法原理，难点是对分子轨道理论和共价键的本质的理解。 第三章配位场理论和络合物结构(6学时) 1.教学内容 晶体场理论，轨道能级的分裂，晶体场稳定化能，姜泰勒效应，分子轨道理论(MOT),配键配合物和多 原子键配合物的结构，即配位场理论以及在配合物结构中的应用。 2.重、难点提示 配位场理论和分子轨道理论，难点是对称性匹配群轨道(SALC)的确定。 第四章分子结构测定方法的原理及应用(4学时) 1.教学内容 分子光谱、分子的磁性和磁共振谱、光电子能谱。核磁共振谱、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。 2.重、难点提示 分子光谱、核磁共振谱、X射线衍射等方法所依据的基本原理。 七、学时分配 章目 教学内容 教学环节
构。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。多电子原子中心力场近似法及 He 原子的变分法处以及核外电子排布的依据及角动量的偶合及原子光谱 的意义。 2．重、难点提示 从经典力学向量子论的转变；难点是 Schrödinger 方程的建立及其解。 第二章 共价键理论和分子结构（26 学时） 1．教学内容 分子轨道理论和价键理论理论，共价键的本质，HMO 方法及其在共轭分子中的应用，确定分子点群的 系统方法。即化学键的两个基本理论：分子轨道理论和价键理论。线性变分法处理 H2 + 和 H2 体系，共价键 本质及典型的双原子分子的电子排布。掌握价键理论在多原子分子结构中的应用，了解价电子对互斥理论， 了解 s-p 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，范德 华引力等分子间作用力的本质。确定分子点群的系统方法并能根据分子的几何构型确定分子所属的点群， 群的表示和特征标表的意义。偶极矩、磁化率与分子结构的关系。 2．重、难点提示 变分法原理，难点是对分子轨道理论和共价键的本质的理解。 第三章 配位场理论和络合物结构（6 学时） 1．教学内容 晶体场理论，轨道能级的分裂，晶体场稳定化能,姜泰勒效应,分子轨道理论（MOT），配键配合物和多 原子键配合物的结构，即配位场理论以及在配合物结构中的应用。 2．重、难点提示 配位场理论和分子轨道理论, 难点是对称性匹配群轨道（SALC）的确定。 第四章 分子结构测定方法的原理及应用（4 学时） 1．教学内容 分子光谱、分子的磁性和磁共振谱、光电子能谱。核磁共振谱、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。 2．重、难点提示 分子光谱、核磁共振谱、X 射线衍射等方法所依据的基本原理。 七、学时分配 章目 教学内容 教学环节
理论教学学时 实验教学学时 量子力学基础和原子结构 30 0 二 共价键理论和分子结构 24 0 三 配位场理论和络合物结构 6 0 四 分子结构测定方法的原理及应用 4 0 总计 64 0 八、课程考核方式 1.考核方式： 闭卷 2.成绩构成 考试卷面成绩、平时成绩 九、选用教材和参考书目 [1]《物质结构》（第二版），潘道皑、赵成大和郑载兴编，高等教育出版社，2001年： [2]《结构化学基础》（第五版)，周公度、段连运编，北京大学出版社，2017年： [3]《物质结构》（第二版)，徐光宪、王祥云编，高等教育出版社，1987年： [4]《结构化学》（多媒体版第二版)，李炳瑞编，高等教育出版社，2011年
理论教学学时 实验教学学时 一 量子力学基础和原子结构 30 0 二 共价键理论和分子结构 24 0 三 配位场理论和络合物结构 6 0 四 分子结构测定方法的原理及应用 4 0 总计 64 0 八、课程考核方式 1.考核方式： 闭卷 2.成绩构成 考试卷面成绩、平时成绩 九、选用教材和参考书目 ［1］《物质结构》（第二版），潘道皑、赵成大和郑载兴编，高等教育出版社，2001 年； ［2］《结构化学基础》（第五版），周公度、段连运编，北京大学出版社，2017 年； ［3］《物质结构》（第二版），徐光宪、王祥云编，高等教育出版社，1987 年； ［4］《结构化学》（多媒体版第二版），李炳瑞编，高等教育出版社，2011 年
