无机化学教学大纲
- 格式:pdf
- 大小:328.14 KB
- 文档页数:24
《无机化学》 教学大纲 学时: 117学时 学分:6.5 理论学时:117 实验学时:0 适用专业: 应用化学、材料化学 课程代码:BB001004-5 大纲执笔人: 高吉刚 大纲审定人:苏秀荣 一.说明: 1.课程的性质、地位和任务 无机化学是研究除碳氢化合物及其衍生物以外的其他元素和化合物的组成、结构、性质及变化规律的一门学科。它是应用化学和材料化学专业的主要专业基础课,通过无机化学的学习,使学生掌握牢固的无机化学基本知识,同时为后继课程的学习准备必要的基础知识。 本课程的主要任务是:使学生掌握元素周期律、分子结构、氧化还原、配合物、化学热力学、化学平衡、化学反应速率等基本原理基础知识,理解化学变化中物质的组成、结构与性质的关系,初步从宏观和微观的角度理解化学变化的特征,掌握常见元素及化合物主要性质、结构、存在、制备方法及应用。为以后学习、科研、工作打下牢固的专业基本。 2.课程教学的基本要求 本课程的对象是大学一年级的学生,从培养高等专业人才的整体要求出发,应体现无机化学在化学教学中的基础作用,教学中应遵循教学规律,注意与中学知识的衔接。加强理论知识与元素化合物知识的联系,体现与其它边缘学科的融合与交叉,充分反映学科发展的新成果。 在教学过程中培养学生学会对所学知识归纳总结能力,利用参考资料与网络途径的自学能力,及应用所学知识分析问题、解决问题能力与创新能力。 教师应广泛阅读有关参考资料,了解本学科的发展前沿,随时补充新内容,使学生了解到本学科的重要发展动向及成果;改变教育观念和教学方法,努力改善课堂教学效果,提高教学质量。
1 3.课程教学改革 (1)增加重要化合物在实际中的应用介绍,加强新知识应用介绍。 (2)注重与边缘科学知识的联系,扩大学生的知识面。 二.大纲内容 绪论 1学时 第一章 原子结构和元素周期系 6学时 §1-1道尔顿原子论 §1-2相对原子质量 §1-3原子的起源和演化 §1-4 氢原子结构和波尔行星模型 1.氢原子光谱 2.玻尔理论 3.薛定谔方程与量子数,氢原子的基态,氢原子的激发态 §1-5 氢原子结构的量子力学模型 1.电子的波粒二象性 2.德布罗意关系式 3.森堡测不准原理 4.氢原子的量子力学模型
§1-6 基态原子电子组态 1.构造原理 2.基态原子电子组态 §1-7 元素周期系 元素周期律,元素周期系,及元素周期表 §1-8元素周期性 1.原子半径 2.电离能 3.电子亲和势 4.电负性 难点、重点: 核外电子运动的波粒二象性,核外电子运动的状态描述,量子数,多电子的核外电子的排布,原子结构与元素周期律.
2 教学方法建议: 讲述法,利用多媒体,教具,模型等辅助教学手段,尽量增强学生的感性认识,使微观世界尽量具体化,减小学生对抽象知识认识的难度. 思考题: 1.氢光谱为什么是线状光谱? 2.原子轨道、几率密度和电子云等概念有何联系和区别? 3.下列说法是否正确?应如何改正? (1) s电子绕核旋转,其轨道为一圆圈,而p电子是走∞字形。
(2)主量子数为1时,有自旋相反的两条轨道。 (3)主量子数为3时,有3s、3p、3d、3f四条轨道。
4.什么叫屏蔽效应,钻穿效应?如何解释下列轨道的能量差别? E1s<E2s<E3s<E4s;E3s<E3p<E3d;E4s<E3d。
5.原子的电子层结构和元素性质的周期性是怎样的 ?
第二章 分子结构 9学时 §2-1 价键理论 §2-2 价层电子互斥模型 §2-3 杂化轨道理论 1.杂化轨道理论基本要点 2.Sp3杂化
3.Sp2杂化 4.Sp杂化 §2-4 分子轨道理论 §2-5 共轭大π键 §2-6 共价分子的性质 1.键长 2.共价半径 3.键能 4.键角 5.键的极性与分子的极性 §2-7 分子间力
3 1.范德华力 2.氢键 重点、难点. 1.价键理论 、.杂化轨道理论 、.价层电子对互斥理论、分子轨道理论、分子轨道理论,与分子空间构型, 2. 分子间作用力和氢键3.晶体结构与特点. 教学建议: 讲述与模型演示及课堂讨论。
思考题: 1.什么叫原子轨道的杂化?举例说明s轨道和p轨道杂化的类型。
2.为什么氧分子具有顺磁性?氯分子、氮分子呢? 3.氢键是怎样形成的,对物质的性质有何影响? 4.为什么HF的沸点高于HI? 5.离子键、共价键、氢键的特点是什么? 6.什么是离子极化、分子极化?对化合物的性质有什么影响?
第三章 晶体结构 2学时 §3-1 晶体 1.晶体的宏观性质 2.晶体的微观性质 §3-2 晶胞 §3-3 金属晶体 1.金属键 2.金属晶体的堆积模型 §3-4 离子晶体 1.离子 2.离子键: 3.晶格能 4.离子晶体的结构模型 §3-5 分子晶体与原子晶体 1.分子晶体 2.原子晶体 重点、难点. 1.晶体结构与特点。
4 教学建议: 讲述与模型演示及课堂讨论。 思考题: 1.晶体的特征有那些? 2.离子键特点是什么? 3.什么是离子极化、分子极化?对化合物的性质有什么影响?
第四章 配合物 5学时 §4—1 配位化合物的基本概念 1.配位化合物的定义 2.配位化合物的组成、命名与书写 §4-2 配合物异构现象与立体结构 §4-3 配合物的价键理论 §4-4 配合物晶体场理论 1.d轨道能级分裂、晶体场分裂能 2.高自旋与低自旋,成对能 3.晶体场的稳定化能 重点、难点:1.配位化合物组成、命名、空间结构。 2.配合物的化学键理论及应用。 建议教学方法:利用讲授与启发式教学结合,使学生透彻理解空间结构、化学键理论。 思考题: 1.配合物价键理论的要点是什么? 2.晶体场理论要点是什么? 3.影响配合物稳定性的因素有那些?
5 4.如何判断配合物是内轨还是外轨型配合物? 第五章 化学热力学基础 7学时 §5-1 化学热力学研究的对象 §5-2 基本概念 : 系统与环境;浓度,物质的量,气体,相,热和功,状态与过程,状态函数。 §5-3 化学热力学 的四个重要状态函数 热力学能,焓 ,自由能,熵 §5-4 化学热力学的应用 1.盖斯定律及应用 2.生成焓与生成自由能及应用 3.利用焓变,熵变计算化学反应自由能变。 4.吉布斯—亥姆霍兹方程 难点、重点: 热力学能,焓,熵,概念; 焓变,熵变,自由能变的计算;吉布斯—亥姆霍兹方程及化学反应方向的判断 教学方法建议:采用讲述与归纳总结相结合的方法,尽量将抽象的概念具体化。减少学生对抽象问题理解的难度。通过多练,让学生充分掌握所学内容。 思考题: 1.状态函数有什么特点?指出下列各物理量中哪些是状态函数?其中哪些是广度性质?哪些是强度性质? T、P、V、Q、W、V、H、S、G、QP、QV、 θmfHΔ
2.下列公式适应的条件: (1)△V=QV, (2)△H=QP
(3)△V=△H (4)△V=W
(5) )()()(θmrθmrθmrTSTTHTGΔ−Δ=Δ3.如何表示化学反应进度?若物质的量变化相同时,用下列两个反应方程式表示的反应进度是否一样 ① 3H2 (g) + N2 (g) =2NH3 (g) ② (g)NH(g)H(g)N3223221=+
4.书写热化学反应方程式的注意事项? 5.下列说法是否正确?为什么?
6 (1)放热反应均自发? (2)混乱度减小的反应均不自发。 (3)某反应,表明此反应在任何情况下均自发。 0(298.15K)θmr6.试比较标准摩尔生成焓,标准摩尔生成自由能,及标准熵的规定的异同。
第六章 化学平衡常数 5学时 §6-1 化学平衡状态 §6-2 化学平衡常数 1.标准平衡常数 2.经验平衡常数 3.偶联反应平衡常数 §6-3. 浓度对化学平衡的影响 §6-4压强对化学平衡的影响 §6-5.温度对化学平衡的影响 难点、重点:标准平衡常数,等温方程式,化学平衡移动。 教学方法建议:利用启发与讨论式教学,通过多练加强对知识的理解。 思考题: 1.化学反应的平衡状态具有什么特征? 2.化学平衡常数的意义是什么?书写平衡常数表达式时应注意哪些事项? 3.在式中, Kθθmrln)(K-RTTG=Δ⊖为标准平衡常数, 所以式中是反应达到平衡时的标准摩尔自由能变。这种说法是否正确? )(θmrTGΔ
4.理想气体反应的K ⊖与Kp关系如何?稀溶液中反应的K ⊖与Kc关系如何?
5.什么叫平衡转化率?它与那些因素有关? 6.化学平衡发生移动时, 其平衡常数是否一定改变?若某化学反应的平衡常数发生了变化, 平衡是否一定发生移动?
第七章 化学动力学基础 4学时 §7-1 化学反应速率 1.概述 2.平均速率与瞬时速率
7