结构化学是一门在原子、分子水平上讨论物质微观结构及其与性能间相互关系的基础课程。结构化学以量子力学为基础,结合无机化学、有机化学中的实验事实,讨论原子、分子的化学键理论。学习本课程有利于培养学生较严密的思维与推理、更深入探讨各种化学现象,理解“性质反应结构,结构决定性质”的本质,为后续课程的学习打好必要的理论基础。
结构化学的主要内容包括四大部分:量子力学基础、原子结构、分子结构和晶体结构。
量子力学基础部分演绎从经典力学对微观粒子物理现象解释的失败到量子力学诞生的过程。通过学习了解宏观、微观的本质区别与联系、掌握量子力学基本假设并用薛定谔方程处理简单微观体系。这部分内容数学公式多、概念抽象,需要较好的数理基础。学习过程不要求掌握公式推导但需要深入理解推导结论以及各结论的物理意义。
原子结构部分是根据量子力学的原理和方法研究原子的结构和运动规律。内容包括单电子原子(或称类氢离子)结构、多电子原子结构和原子光谱等。这部分内容同样是抽象、理论性强。学习过程中应避免生搬硬套、盲目套用公式等不恰当的学习方法。课后作业应该在充分理解基本概念和基本原理的基础上独立完成。通过学习从本质上了解原子结构中量子数的来源、类氢离子波函数的图形及其物理意义;分辨多电子波函数与单电子波函数的不同;掌握多电子原子的原子轨道能级;掌握原子光谱项的意义及表示方法。
分子结构和晶体结构部分内容包括双原子分子、多原子分子结构与性质、化学键理论、晶体学基础,以及研究结构的实验原理和基本方法等。学习时注意结合化学键理论从电子结构和几何结构两方面分析物质的结构及其与性能的关系。分子对称性和晶体结构部分的内容多涉及空间结构,结合课程提供的三维动态电子模型学习,有利于知识点的理解和空间想象能力的培养。
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