《結構化學》教學大綱
課程編碼：0411101804
課程名稱：結構化學
學時/學分：63/3.5
先修課程：高等數學、普通物理、無機化學、物理化學
適用專業：化學
開課教研室：物理化學教研室
一、課程性質與任務
1．課程性質：《結構化學》是從微觀的角度來研究物質狀態的結構及其運動規律的一門學科，是化學師範專業學生的一門重要理論基礎課程。
2．課程任務：使學生認知物質微觀狀態的結構及其運動規律，掌握認識原子、分子及晶體的微觀結構的基本理論，了解物質內在結構與效能之間的關係，從理論上加深對無機化學、有機化學等相關內容的理解，為科學研究打下必要的理論基礎；通過本課程的學習，使學生建立起來物質結構與物質性質之間的對應關係，提高學生分析和解決化學問題的思維能力。
二、課程教學基本要求
本課程共計63課時，教學週期為乙個學期，包括習題課8課時，實驗課9課時。成績以閉卷考試為主，結合平時課堂提問、作業、期中考試成績綜合評定（結構化學實驗不單獨開設，其實驗內容包含在物理化學實驗之中）。
3、課程主要內容
（注：標題前加※號的為重點掌握內容，標題後加*號的為選學內容）
第一章量子力學基礎知識
（一）主要內容
1. 微觀粒子的運動特徵
黑體輻射和能量量子化，光電效應和光子學說，實物微粒的波粒二象性，不確定度關係。
2. ※量子力學基本假設
波函式和微觀粒子的狀態，物理量和算符，本徵態、本徵值和薛丁格方程。態疊加原理，pauli原理。
3. ※箱中粒子的薛丁格方程及其解
（二）基本要求
1. 了解量子力學產生的背景以及適用範圍。
2. 掌握量子力學的五個基本假設的內容及其薛丁格方程的表示式。
3. 掌握一維勢箱中薛丁格方程及其能量的推導。
第二章原子的結構和性質
（一）主要內容
1. ※單電子原子的薛丁格方程及其解
單電子原子的薛丁格方程，變數分離法，ф方程的解，單電子原子的波函式。
2. 量子數的物理意義
3. 波函式和電子雲的圖形
ψ-r和ψ2-r圖，徑向分布函式，原子軌道等值線圖。
4. ※多電子原子的結構
多電子原子的薛丁格方程及其近似解，單電子原子軌道能和電子結合能，基態原子的電
子排布。
5. 元素週期表與元素週期的性質
元素週期表，原子結構引數，原子的電離能，電子親和能，電負性。
6. ※原子光譜
原子光譜和光譜項，電子的狀態和原子的能態，單電子原子的光譜項和原子光譜，多電
子原子的光譜項，原子光譜的應用。
（二）基本要求
1. 掌握氫原子的薛丁格方程及了解分離變數法求解該方程的過程。
2. 掌握氫原子求解過程中涉及到的量子數及其物理意義。
3. 理解原子軌道的意義、性質和空間圖象。
4. 掌握多電子原子中心力場近似法及定量處理方法及原子核外電子排布的依據。
5. 了解原子角動量的偶合。
6. 掌握原子光譜推求方法。
第三章共價鍵和雙原子分子的結構化學
（一）主要內容
1. 化學鍵概述
化學鍵的定義和型別，鍵型的多樣性。
2. ※氫分子離子的結構和共價鍵的本質
氫分子離子的薛丁格方程，變分法解薛丁格方程，積分haa，hab,sab的意義和氫分子離子的結構，共價鍵的本質。
3. ※分子軌道理論和雙原子分子的結構
簡單分子軌道理論，分子軌道的分類和分布特點，同核雙原子分子的結構，異核雙原子分子的結構，雙原子分子的光譜項。
4．※氫分子的結構和價鍵理論
價鍵法解氫分子的結構，價鍵理論，價鍵理論和分子軌道理論的比較。
5. 分子光譜
分子光譜簡介，雙原子分子的轉動光譜，雙原子分子的振動光譜，raman光譜，分子的電子光譜。
6. 光電子能譜
原理，雙原子分子的紫外光電子能譜，x射線光電子能譜，俄歇電子能譜。
（二）基本要求
1. 了解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。
2. 掌握線性變分法處理h2+的過程。
3. 掌握價鍵理論在多原子分子結構中的應用。
4. 了解雙原子分子的分子光譜和轉動光譜的求解方法以及電子光譜項的推求方法。
5. 了解順磁共振相關知識，掌握電子能譜特徵與分子軌道性質之間的關係。
第四章分子的對稱性
（一）主要內容
1. ※對稱操作和對稱元素
旋轉操作和旋轉軸，反演操作和對稱中心，反映操作和鏡面，旋轉反演操作和反軸，旋
轉反映操作和映軸。
2. ※對稱操作群對稱元素的組合
群的定義，群的乘法表，對稱元素的組合。
3. ※分子的點群
分子點群的分類，分子所屬點群的判別。
4. ※分子的偶極矩和極化率
分子的偶極矩和分子的結構，分子的誘導磁矩和極化率。
5. 分子的手性和旋光性
6. 群的表示*
對稱操作的表示矩陣，特徵標的性質和特徵標表，特徵標表應用舉例。
（二）基本要求
1. 掌握分子的對稱性操作和對稱性元素。
2. 掌握對稱性操作群與對稱元素的組合。
3. 掌握一些常見化學分子所屬的對稱操作群及對稱操作元素。
4. 了解分子的對稱性與偶極矩及旋光性的關係。
四、學時分配表
五、教材及參考書
教材：《結構化學基礎》（第四版）主編：周公度段連運
出版社：北京大學出版社；修訂時間2023年
參考書：《物質結構》（第二版） 主編：潘道皚、趙成大等
出版社：高等教育出版社修訂時間2023年
《物質結構》（第二版） 主編：徐光憲、王祥雲等
出版社：高等教育出版社修訂時間2023年
審定： 張心寬徐紹紅
06級期末結構化學A
武漢理工大學教務處 試題標準答案及評分標準用紙 課程名稱結構化學 a 卷 一 選擇題 每題2分，共30分 1 c 2 d 3 d 4 c 5 c 6 b 7 a 8 d 9 d 10 b 11 a 12 c 13 c 14 b 15 c 二 e t h h 1 4t 1 4 10 9 7.96 10...
結構化學 授課教案
第一章量子力學基礎和原子結構 1 1量子力學建立的實驗和理論背景 1900年以前，物理學的發展處於經典物理學力學和統計物理學等組成。這些理論構成乙個階段，它由newtan 牛頓 的經典力學，maxwell 麥克思韋 的電 磁和光的電磁波理論，熱相當完善的體系，對當時常見的物理現象都可以從中得到說明。...
結構化學習題
結構化學 第五章習題 5004 用價電子對互斥理論推斷 pf4 的構型為中心原子採用的雜化軌道為xef4的構型為中心原子採用的雜化軌道為 5005 寫出下述分子中中心原子的雜化方式及分子的幾何構型 hgcl2 bf35011 判斷 在形成ch4分子的過程中，c原子的2p軌道和h原子的1s軌道組合成s...