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《无机化学》教学大纲
(四年制本科.试行)
课程编号:03010101
课程性质:专业必修课
适用专业:化学
开设学期:第一,二学期
考试方式:闭卷笔试
一、教学目的与任务
通过教学要求学生运用元素周期律,物质结构,化学热力学,基础电化学,反应速度等理论理解和掌握重要元素化合物的基本性质,反应,制备,结构和用途,培养学生对一般无机化学问题进行理论分析的能力,并注意训练和培养学生的科学思维能力,自学能力.
二、与其它专业课程的关系
为专业基础课,通过本课程的学习,可以为化学学科的后续课程和发展能力(继续学习的能力,表述和应用知识的能力,发展和创造知识的能力等)打下坚实的基础.144(36周,周课时4),其中课堂教学130学时,课堂讨论6学时,考核8学时.
学时分配表
章节标题学时分配讲授实验习题测试第1章原子结构与元素周期系6第2章分子结构81第3章晶体结构4第4章配合物6第5章化学热力学基础6第6章化学平衡4第7章化学动力学基础51第8章水溶液5第9章酸碱平衡4第10章沉淀平衡4第11章电化学基础71第12章配位平衡4第13章氢和稀有气体4第14章卤素5第15章氧族元素5第16章氮磷砷5第17章碳硅硼6第18章非金属元素小结62第19章金属通论1第20章S区金属(碱金属和碱土金属)4第21章P区金属4第22章ds区金属4第23章d区金属(一)第四周期d区金属6第24章d区金属(二)第五.第六周期金属41第25章f区金属镧系和锕系金属3第26章无机化学进展2合计13068四,讲授内容与要求:(分章节)
本大纲根据教育部理科化学教学指导委员会"理科应用化学专业化学教学基本内容",以四年制本科人才培养规格为目标,按照无机化学学科的理论知识体系,提出了具体的教学要求.
第一章原子结构和元素周期系
【教学要求】
了解核外电子运动的特殊性,波函数(原子轨道)和电子云的角度分布图与几率的径向
分布图.
2,掌握电子云,能级,能级组,电子层的概念以及四个量子数含义.
3,掌握近似能级图,并能按照核外电子排布原理,写出一般元素的原子核外电子排布方式.
4,深刻理解原子结构和元素周期律间的一般关系.掌握原子半径,电离势,电子亲和势,电负性及其在周期系中的变化规律.
5,通过了解人类逐步深入认识原子的历史,培养科学思维方法.
【教学内容】
1,道尔原子论
2,相对原子质量(原子量)
元素原子序数和元素符号,同位素丰度,原子的质量,元素的相对子质量(原子量)
3,原子的起源和演化
4,原子结构的玻尔行星模型
原子光谱,玻尔理论
5,氢原子结构(核外电子运动)的量力学模型.
波粒二象性,德布罗意关系式,海森堡不确定原理,氢原子的量力学模型.
6,基态原子电子组态(电子排布)
屏蔽与钻穿效应,构造原理,基态原子电子组态.
7,元素周期系
元素周期率,元素周期系及元素周期表,元素周期表.
8,元素周期性
原子半径,电离能,电子亲和能,电负性,氧化态.
第二章化学键和分子结构
【教学要求】
1,掌握离子键理论和共价键理论的基本内容.
2,掌握分子间作用力和氢键的概念,特征,搞清价键力,分子间力和氢键的区别.
3,理解物质性质和分子结构间的关系.
4,培养运用价键理论分析和解决物质的结构和性质的能力.
【教学内容】
1,离子键理论
离子键本质,离子的构型,离子内各电子能级排列次序,离子半径.
2,共价键理论
共价键形成的电子配对理论,路易斯结构式,现代价键理论的要点,共价键的饱和性和方向性,σ键和π键.
3,共价分子的性质
共价半径,键能,键长,键角,键的极性与分子的极性.
4,极性分子和非极性分子,偶极矩,分子的磁性(定性).
5,杂化轨道理论(等性与不等性sp3,sp2,sp杂化),离域π键.
6,价层电子互斥理论(VSEPR)ABn型分子(离子)构型的判断.
7,配位键,d--p配键.
8,分子轨道理论的简介
组成分子轨道的原则,O2,N2,HF分子轨道能级图,分子轨道中的电子排布,键级,
9,等电子体原理.
10,分子间作用力和氢键
第三章晶体结构
【教学要求】
1,掌握晶体的特征,了解几种简单的晶格和离子晶体结构模型.
2,掌握晶格能的意义及其应用,
3,掌握各种晶格类型的特征及其与性质的关系.
4,掌握离子极化理论及对化学键型及化合物性质的影响.
【教学内容】
1,晶体
晶体的宏观特征,晶体的微观特征—平移对称性
2,晶胞
晶胞的基本特征,布拉维系,晶胞中原子的坐标与计数,素晶胞与复晶胞体心晶胞,面心晶胞和底心晶胞,14种布拉维点阵型式.
3,点阵·晶系(选学内容)
点阵与阵点,点阵单位,点阵单位,晶系
4,金属晶体
金属键,金属晶体的堆积模型
5,离子晶体
离子,离子键,晶格能,离子晶体结构模型
6,分子晶体与原子晶体
分子晶体,原子晶体,拟晶[阅读]
7,离子极化作用
离子极化作用和变形性,离子极化对化学键型及化合物性质的影响.
第四章配合物
【教学要求】
1,掌握与配合物组成有关的概念.
2,掌握配合物物价键理论和晶体场理论的主要论点,并能用此解释一些实例.
3,掌握物质形成络合物前后的性质变化.
4,了解螯合物的特性.
【教学内容】
1,配合物的基本概念,配合物的定义,复盐与配合物,配合物的命名
2,配合物的异构现象与立体结构
结构异构,几何异构,对映异构
3,配合物的价键理论
4,配合物的晶体场理论
中心原子d轨道在配位场中的分裂,分裂能Δ,光谱化学序列.高自旋与底自旋,成对能P,稳定化能.
第五章化学热力学基础
【教学要求】
1,掌握焓变的概念和生成热,燃烧热,水合热等概念的意义.
2,掌握盖斯定律,能运用盖斯定律进行计算.
3,了解自由能变化公式(△G等于△H+T△S)的物理意义,能运用自由能变化判断化学反应的方向.
【教学内容】
1,化学热力学的研究对象
2,基本概念
系统与环境,物质的量,浓度,气体,相,热力学温度,热与功,状态与过程,热力学标准态,状态函数.
3,化学热力学的四个重要状态函数
盖斯定律及其应用,生成焓与生成自由能及其应用,利用焓变与熵变计算化学反映的标准摩尔自由能.热效应和键能.
4,吉布斯—亥姆霍兹方程对化学反应的分类
5,热力学分解温度
第六章化学平衡
【教学要求】
1,掌握化学平衡的概念,理解平衡常数的物理意义,能应用平衡常数熟练地进行计算.
2,掌握化学平衡移动的原理及应用
【教学内容】
1,化学平衡状态
可逆反应与化学平衡,
2,平衡常数
标准平衡常数,实验平衡常数,偶联反应的平衡常数,衡常数的表示方法,平衡常数与标准自由能变化(G0)的关系.(不要求推导公式)
3,化学平衡的移动
浓度,压力和温度对化学平衡的影响,催化剂,勒沙特列原理.
第七章化学动力学基础
【教学要求】
1,掌握化学反应速度的表示方法.
2,掌握浓度,温度,催化剂等因素对反应速度影响的规律.
3,掌握活化能,活化分子等概念,并能运用理论解释影响反应速度的因素.
4,了解质量作用定律,基元反应和复杂反应,反应级数概念,一般了解几个常见化学反应的反应机理.
【教学内容】
1,化学反应速率
概述,平均速率与瞬时速率,反应进度.
2,浓度对化学反应速率的影响
速率方程,反应级数,速率常数,用实验数据建立速率方程,利用速率方程进行计算.
3,温度对反应速率的影响及阿仑尼乌斯公式.
4,反应方程
基元反应与反应分子数,由反应机理推导实验速率方程.
5,碰撞理论和过度态理论
碰撞理论,过渡态理论.
6,催化剂对反应速率的影响,
第八章水溶液
【教学要求】
1,掌握水的性质,了解水相图及其应用.
2,掌握溶液和溶解平衡的有关概念.
3,掌握重要的溶液浓度表示方法,熟悉有关计算.
4,了解物质在水及重要溶剂中的一般溶解规律,掌握溶解度的有关概念和计算.
5,掌握非电解质稀溶液的依数性及有关计算.
6,了解胶体的结构和性质.
【教学内容】
1,水
水的组成,结构及重要性质,水的相图(包括三相点与冰点的差别).
2,溶液的浓度和溶解度
溶液和溶度,溶解度,相似相溶原理.
3,非电解质稀溶液通性
溶液的蒸气压下降—拉乌尔定律,
稀溶液的依数性,溶液的凝固点下降,溶液的沸点上升,溶液的渗透压.
4,胶体
胶粒的结构,溶胶的制备及性质(运动,光学,电学性质),溶胶的稳定性及聚沉,高分子溶液,高分子溶液对胶体的保护作用和敏化作用,凝胶.
第九章酸碱平衡
【教学要求】
1,能应用化学平衡及平衡移动原理,理解弱电解质(弱酸,弱碱,水)在水溶液中的电离平衡,盐的水解
2,能从结构观点理解强弱电解质.
3,一般了解离子活度及活度系数等概念.
4,掌握缓冲溶液,电离平衡的有关计算.
5,掌握酸碱质子理论,了解酸碱理论的发展.
【教学内容】
1,酸碱质子理论
2,水的离子积和PH
3,酸碱盐溶液中的电离平衡
强电解质,弱电解质,拉平效应和区分效应
4,水溶液化学平衡的计算
一元弱酸,一元弱碱,同离子效应,多元酸,多元碱,酸碱两性物质的电离
5,水解
掌握盐类水解的实质和盐溶液的PH值计算,掌握共价化合物的水解.
6,缓冲溶液
7,酸碱指示例
第十章沉淀平衡
【教学要求】
1,掌握难容电解质沉淀溶解平衡.
2,掌握溶度积规则及其应用.
3,掌握沉淀
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