物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學(xué)大綱

1、物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學(xué)大綱第一部分 大綱說(shuō)明一、課程的性質(zhì)結(jié)構(gòu)化學(xué)是化學(xué)本科專業(yè)必修基礎(chǔ)理論課程。 結(jié)構(gòu)化學(xué)主要研究原子、 分子及晶體 的結(jié)構(gòu)以及它們與物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系。二、課程的任務(wù)與目的本課程主要講述研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的理論和實(shí)驗(yàn)方法。 主要目的是使學(xué)生掌握微觀物質(zhì) 運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，獲得原子、分子及晶體結(jié)構(gòu)的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)，了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu) 與性能關(guān)系，了解研究分子和晶體結(jié)構(gòu)的近代物理方法的基本原理，加深對(duì)前修課程， 如無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等的有關(guān)內(nèi)容的理解，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)；通過(guò) 本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生能物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)（性能）相互關(guān)系的基本規(guī)律出發(fā)，分 析和解決問(wèn)題。從而提高

2、學(xué)生運(yùn)用結(jié)構(gòu)化學(xué)的原理和方法來(lái)分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力， 進(jìn)一步培養(yǎng)他們的辯證唯物主義世界觀， 以期能更好的完成中學(xué)化學(xué)的教學(xué)任務(wù)以及更 好的從事科學(xué)研究。三、教學(xué)基本要求1、弄清原子、分子和晶體中電子運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律， 了解用量子力學(xué)原理研究原子、 分子結(jié)構(gòu)的基本方法，理解波函數(shù)和微觀體系的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述方法。2、理解用量子力學(xué)研究分子結(jié)構(gòu)和絡(luò)合物結(jié)構(gòu)的基本方法，掌握分子軌道理論和 配位場(chǎng)理論的基本原理，深入了解化學(xué)鍵的本質(zhì)，理解分子電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)間的相 互關(guān)系，初步了解研究分子對(duì)稱性和群論的概念及其在研究分子結(jié)構(gòu)中的作用。3、了解研究分子結(jié)構(gòu)的近代物理實(shí)驗(yàn)方法的基本原理，并學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單的圖譜分

3、析。4、了解晶體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)和晶體的對(duì)稱性，了解晶體中的化學(xué)鍵型。理解x 射線衍射的基本原理及勞埃方程和布拉格方程，了解粉末法晶體結(jié)構(gòu)分析的基本原理。四、教學(xué)中注意的幾個(gè)問(wèn)題1、教學(xué)中盡量運(yùn)用多媒體手段，以幫助學(xué)生理解微觀世界。2、重點(diǎn)講解運(yùn)用量子力學(xué)方法處理微觀體系的思想、模型和方法、結(jié)果及結(jié)果的 應(yīng)用，而無(wú)須注重?cái)?shù)學(xué)推導(dǎo)細(xì)節(jié)，只要求了解數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程的來(lái)龍去脈，因?yàn)閿?shù)學(xué)只是 作為處理問(wèn)題的工具。3、充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的抽象思維和想象力，了解和掌握微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。4、每一章內(nèi)容講授之后， 安排 1-2 次習(xí)題與討論課， 結(jié)合學(xué)生作業(yè)中出現(xiàn)的問(wèn)題， 強(qiáng)化本章重點(diǎn)內(nèi)容的理解與掌握。五、教學(xué)目標(biāo)與考試形式

4、1、了解 對(duì)本課程中的某些概念、原理、理論等內(nèi)容要求了解，通常以填空、選擇、判斷等 題型進(jìn)行考核。2、理解對(duì)課程中的某些概念、原理、理論、實(shí)驗(yàn)方法及應(yīng)用等內(nèi)容要求比較清楚地理解， 一般以填空、選擇、判斷、簡(jiǎn)答等題型進(jìn)行考核。3、掌握對(duì)課程中的某些概念、原理、理論、實(shí)驗(yàn)方法及應(yīng)用等內(nèi)容要求準(zhǔn)確理解，并可以 將這些原理、理論應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題。一般以填空、選擇、判斷、簡(jiǎn)答、計(jì)算等題型 進(jìn)行考核。第二部分 教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)一、課時(shí)分配本課程總學(xué)時(shí)數(shù)為90學(xué)時(shí)，其中講授72學(xué)時(shí)，習(xí)題討論14學(xué)時(shí)。具體分配如下:早教學(xué)內(nèi)容講授學(xué)時(shí)自學(xué)學(xué)時(shí)習(xí)題討論機(jī)動(dòng)緒論2-一一量子力學(xué)基礎(chǔ)和原子結(jié)構(gòu)1624二共價(jià)鍵理

5、論與分子結(jié)構(gòu)1424配位場(chǎng)理論和絡(luò)合物結(jié)構(gòu)1022四分子結(jié)構(gòu)測(cè)定方法的原理及應(yīng)用822五晶體結(jié)構(gòu)1422合計(jì)90學(xué)時(shí)6410142由于結(jié)構(gòu)化學(xué)課程中的某些內(nèi)容比較抽象，不易掌握，在教學(xué)中要加強(qiáng)物質(zhì)觀念和 意義的闡述，深入淺出；并盡可能地充分利用圖表、模型等形象化和電化教具，務(wù)使講 授具體、直觀、生動(dòng)，但應(yīng)注意防止引起某些片面性和科學(xué)性的錯(cuò)誤。二、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)緒論：介紹本課程的地位和作用、主要內(nèi)容、量子力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史及學(xué)習(xí)方法。教學(xué)目標(biāo)：了解本課程的主要內(nèi)容及量子力學(xué)發(fā)展史。第一章量子力學(xué)基礎(chǔ)和原子結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容：§1-1經(jīng)典物理學(xué)的困難、量子力學(xué)的誕生、微觀粒子運(yùn)動(dòng)特征1、三個(gè)著名

6、實(shí)驗(yàn)解釋微觀粒子運(yùn)動(dòng)特征一一量子論誕生2、實(shí)物微粒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的波粒二象性、德布羅意關(guān)系式和物質(zhì)波及統(tǒng)計(jì)解釋3、不確定關(guān)系（測(cè)不準(zhǔn)原理）§1-2量子力學(xué)基本假設(shè)、微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表示方法及薛定諤方程1、波函數(shù)和微觀粒子的狀態(tài)2、算符和力學(xué)量3、本征值、本征函數(shù)和本征方程4、薛定諤方程的算符表達(dá)式5、態(tài)疊加原理§1-3 一維勢(shì)箱粒子的薛定諤方程及解1、一維勢(shì)箱模型、體系薛定諤方程及解2、一維勢(shì)箱粒子薛定諤方程解的討論3、一維勢(shì)箱體系結(jié)論的應(yīng)用§1-4 氫原子與類氫離子的定態(tài)薛定諤方程及解1、氫原子與類氫離子的定態(tài)薛定諤方程（直角坐標(biāo)、球坐標(biāo)）2、氫原子與類氫離子的定態(tài)

7、薛定諤方程的解（變量分離法、基態(tài)解、一般解）3、氫原子與類氫離子的定態(tài)薛定諤方程解的討論（量子數(shù)、波函數(shù)）§1-5 波函數(shù)與電子云的圖形表示法界面圖、等值圖、徑向分布圖和角度分布圖§1-6 多電子原子結(jié)構(gòu)理論的軌道近似模型原子軌道1、多電子原子體系的薛定諤方程2、軌道近似、中心力場(chǎng)近似模型、半經(jīng)驗(yàn)處理屏蔽模型3、方程解的討論§1-7 電子自旋1、自旋問(wèn)題的提出2、自旋波函數(shù)、自旋 - 軌道、完全波函數(shù)概念3、行列式波函數(shù)和保里 （W.Pauli） 原理§1-8 原子整體的狀態(tài)與原子光譜項(xiàng)1、原子整體狀態(tài)的描述（原子的量子數(shù)、角動(dòng)量的耦合）2、原子光譜與原

8、子光譜項(xiàng)（原子光譜、原子光譜項(xiàng)推求、原子光譜項(xiàng)對(duì)應(yīng)能級(jí)的相 對(duì)大小、光譜選律）§1-9 核外電子排布與元素周期律（自學(xué)）教學(xué)重點(diǎn)： 以一維勢(shì)箱模型、類氫離子體系為例，重點(diǎn)講解量子力學(xué)處理微觀體系 的思想、模型和方法；類氫體系波函數(shù)、量子數(shù)及其應(yīng)用。教學(xué)目標(biāo)：1、了解微觀粒子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，量子力學(xué)處理微觀體系的基本方法和步驟。2、理解量子力學(xué)基本假設(shè)中的概念和假設(shè)的內(nèi)容、基本概念、解一維勢(shì)箱體系、 類氫體系薛定諤方程的數(shù)學(xué)方法。（量子、量子化；光的二象性、實(shí)物粒子的二象性； 統(tǒng)計(jì)規(guī)律、幾率、幾率密度、幾率波、量子力學(xué)基本假設(shè)、 波函數(shù)的單值、 連續(xù)歸一化、 波函數(shù)的正交性、力學(xué)量算符、線

9、性算符、厄米算符、算符的本征函數(shù)、本征方程、本 征值、態(tài)疊加原理、平均值、一維勢(shì)箱、三維勢(shì)箱、自由電子模型節(jié)點(diǎn)、節(jié)面；量子效 應(yīng)全同粒子方向量子化定態(tài)、基態(tài)、激發(fā)態(tài)、定核近似、折合質(zhì)量、變數(shù)分離、波函數(shù) 的實(shí)數(shù)形式和復(fù)數(shù)形式、軌道運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量、磁矩、自旋運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量、磁矩、玻爾磁 子、原子軌道、自旋軌道、單電子近似、中心力場(chǎng)模型、自洽場(chǎng)模型、屏蔽常數(shù)、軌道 能、體系總能量、電離能、對(duì)稱分對(duì)稱和非對(duì)稱、斯萊脫行列式、原子的量子數(shù)、原子 光譜項(xiàng)、光譜支項(xiàng)、光譜基項(xiàng)、多重度、洪特規(guī)則、原子光譜選律）3、掌握德布羅意關(guān)系式；一維勢(shì)箱體系薛定諤方程解、解的意義及應(yīng)用（處理 共軛線性分子中的n電子體系）；

10、類氫體系量子數(shù)的取值和意義，能量、角動(dòng)量及其分 量的計(jì)算，波函數(shù)與電子云的各種圖示法，中心力場(chǎng)近似模型的思想，原子軌道和電子 自旋的概念，行列式波函數(shù)。（光子學(xué)說(shuō)的應(yīng)用、波粒二象性、利用測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系式檢驗(yàn) 經(jīng)典力學(xué)適用的限度、判斷波函數(shù)是否符合合格化條件、某些原子的薛定鄂方程、求算 符的本征函數(shù)及本征值、求任意態(tài)的平均值、確定厄米算符、求解一維勢(shì)箱的薛定鄂方 程、一維勢(shì)箱波函數(shù)的正交性證明、利用能量公式的計(jì)算、求箱內(nèi)某區(qū)域的粒子幾率、 由原子組態(tài)推出光譜項(xiàng)、基譜支項(xiàng)由光譜項(xiàng)判斷電子排布）第二章 共價(jià)鍵理論與分子結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容：§2-1 H 2+的分子軌道和共價(jià)鍵的本質(zhì)1、氫分子離子的薛定

11、諤方程（定核近似與勢(shì)能曲線）2、氫分子離子的量子力學(xué)近似處理線性變分法3、氫分子離子薛定諤方程解的討論（三個(gè)積分、能量曲線）4、氫分子離子波函數(shù)、分子軌道概念、共價(jià)鍵的本質(zhì)§2-2 分子軌道理論1、分子軌道理論的要點(diǎn)2、原子軌道線性組合為分子軌道法（ LCAO-M）O3、分子軌道的類型、符號(hào)和能級(jí)順序§2-3 雙原子分子結(jié)構(gòu)1、同核雙原子分子2、異核雙原子分子§2-4 雜化軌道理論1、雜化軌道理論內(nèi)容2、sp、 sp2、 sp3、 dsp3、 d2sp3 簡(jiǎn)介3、雜化軌道理論應(yīng)用§2 -5離域n鍵與共軛分子結(jié)構(gòu)1、HM（理論的基本要點(diǎn)和休克爾行列式2、共

12、軛體系的HM（處理3、電荷密度，鍵級(jí)、自由價(jià)、分子圖及應(yīng)用4、無(wú)機(jī)共軛分子5、離域n鍵形成的條件和類型§2-6 多中心鍵與缺電子分子結(jié)構(gòu)（自學(xué)）§2-7 分子對(duì)稱性與分子點(diǎn)群1、對(duì)稱操作與對(duì)稱元素2、分子點(diǎn)群3、分子點(diǎn)群的確定4、分子點(diǎn)群和分子的物理性質(zhì)（分子的旋光性和偶極矩）教學(xué)重點(diǎn)： 線性變分法處理氫分子離子體系，同核雙原子分子的結(jié)構(gòu)， HMO 理論的基本要點(diǎn)，分子對(duì)稱性與分子點(diǎn)群。教學(xué)目標(biāo)：1、了解線性變分法，分子體系的薛定諤方程。2、理解雜化軌道理論，離域n鍵形成的條件和類型，分子點(diǎn)群和分子的物理性質(zhì)。（變分原理，線性變分法、重疊積分、庫(kù)侖積分、交換積分、成鍵軌道和

13、反鍵軌道、離 域效應(yīng)、極化效應(yīng)、收縮效應(yīng)、分子軌道、LCAO-MO成鍵三原則、常見分子軌道及符號(hào)表示、氧分子和氮分子的能級(jí)順序、雜化、雜化軌道、雜化軌道的正交歸一性、單位 軌道的貢獻(xiàn)、 S-p 雜化， s-p-d 雜化、等性雜化，不等性雜化、離域分子軌道、定域分 子軌道、共軛體系、休克爾近似、離域鍵的能量、鍵能、離域能、休克爾量、分子圖、 對(duì)稱圖形、對(duì)稱元素、對(duì)稱操作、群、點(diǎn)群）3、掌握分子軌道的類型、符號(hào)和能級(jí)順序，同核雙原子分子的結(jié)構(gòu)，分子圖的計(jì) 算與應(yīng)用，分子點(diǎn)群的確定，判斷分子的雜化態(tài)及幾何構(gòu)型，離域分子軌道和定域分子 軌道區(qū)別及應(yīng)用， 根據(jù)分子骨架寫出休克爾行列式， 一些離域分子的成

14、鍵情況及對(duì)性質(zhì) 的影響 。第三章 配位場(chǎng)理論和絡(luò)合物結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容：1、有關(guān)絡(luò)合物的幾個(gè)概念2、電價(jià)配鍵與電價(jià)絡(luò)合物3、共價(jià)配鍵和共價(jià)絡(luò)合物§3-1 晶體場(chǎng)理論1、晶體場(chǎng)模型2、晶體場(chǎng)中 d 軌道能級(jí)分裂3、 d軌道中電子的排布一高自旋態(tài)和低自旋態(tài)（分裂能和成對(duì)能P）4、晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能 CFSE5、晶體場(chǎng)理論的應(yīng)用（絡(luò)合物的穩(wěn)定性、顏色、水和熱、姜泰勒效應(yīng)）§3-3 絡(luò)合物的分子軌道理論簡(jiǎn)介1、絡(luò)合物的分子軌道理論要點(diǎn)2、正八面體絡(luò)合物中的c軌道和n軌道3、羰基絡(luò)合物和氮分子絡(luò)合物§3-4 晶體場(chǎng)理論與分子軌道理論的比較及配位場(chǎng)理論1、晶體場(chǎng)理論與分子軌道理論的比較

15、2、配位場(chǎng)理論§3-5 原子簇化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介（自學(xué)）教學(xué)重點(diǎn)： 晶體場(chǎng)中 d 軌道能級(jí)分裂，晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能。教學(xué)目標(biāo)：1、了解絡(luò)合物價(jià)鍵理論，姜泰勒效應(yīng)，原子簇化合物的結(jié)構(gòu)。2、理解絡(luò)合物的分子軌道理論的基本思想，配位場(chǎng)理論。 （配合物、中心原子、配 體、單核配合物、多核配合物、電價(jià)配合物、共價(jià)配合物、高自旋配合物和低自旋配合 物、分子磁矩與未成對(duì)電子數(shù)的關(guān)系、晶體場(chǎng)、分裂能、成對(duì)能、光譜化學(xué)序、強(qiáng)場(chǎng)、 弱場(chǎng)、晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能、姜太勒效應(yīng)和絡(luò)合物畸變、M中c型軌道和n型軌道、M-L之間的c鍵及能級(jí)次序、羰基配合物中的 廳n鍵、n絡(luò)合物中的cn鍵、簇合物、18電 子規(guī)則和 9n-l 規(guī)

16、則）3、掌握晶體場(chǎng)中d軌道能級(jí)分裂，d軌道中電子的排布一高自旋態(tài)和低自旋態(tài)， 晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能的計(jì)算，晶體場(chǎng)理論的應(yīng)用（絡(luò)合物的穩(wěn)定性、顏色、水和熱），絡(luò)合 物的幾何構(gòu)型羰基絡(luò)合物和氮分子絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。第四章 分子結(jié)構(gòu)測(cè)定方法的原理及應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容：§4-1 分子光譜1 、分子光譜的產(chǎn)生與分類2、雙原子分子的轉(zhuǎn)動(dòng)光譜（剛性轉(zhuǎn)子模型和非剛性轉(zhuǎn)子模型）3、雙原子分子的振動(dòng)光譜（諧振子模型和非諧振子模型）4、雙原子分子振轉(zhuǎn)光譜5、多原子分子的振動(dòng)§4-2 分子的磁性和磁共振譜1 、分子的磁性2、核磁共振譜 （NMR）3、電子自旋共振譜 （ESR）§4-3 光電子能譜 （

17、PES）1、X 光電子能譜 （XPS）2、紫外光電子能譜 （UPS）教學(xué)重點(diǎn)： 雙原子分子的轉(zhuǎn)動(dòng)光譜，雙原子分子的振動(dòng)光譜。教學(xué)目標(biāo)：1、 了解分子光譜的產(chǎn)生與分類，雙原子分子振一轉(zhuǎn)光譜，核磁共振譜（NMR,電子 自旋共振譜（ESR）, X光電子能譜（XPS），紫外光電子能譜（UPS）。2、理解基本概念。（分子的轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)、電子運(yùn)動(dòng)及其能級(jí)、譜線、譜帶、譜帶系轉(zhuǎn)動(dòng)光譜、振動(dòng) -轉(zhuǎn)動(dòng)光譜、電子 -振動(dòng) -轉(zhuǎn)動(dòng)光譜、剛性轉(zhuǎn)子模型、非剛性轉(zhuǎn)子模型、 諧振子模型、非諧振子模型、基頻、倍頻、P支譜、R支譜、Q支譜雙原子分子的電子譜項(xiàng)、雙原子分子的電子光譜、核自旋、核磁矩、電子自旋、電子自旋磁矩、化學(xué)位移

18、、 自旋偶合及偶合常數(shù)）3、掌握雙原子分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)和譜線的分布特點(diǎn)，利用轉(zhuǎn)動(dòng)光譜求解分子的結(jié)構(gòu) 參數(shù)，雙原子分子的振動(dòng)能級(jí)和譜線的分布特點(diǎn)，利用振動(dòng)光譜求解分子的結(jié)構(gòu)參數(shù)， 影響化學(xué)位移的因素，簡(jiǎn)單的圖譜分析。第五章 晶體結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容：§5-1 晶體的點(diǎn)陣?yán)碚?、晶體的點(diǎn)陣?yán)碚?、晶胞及晶胞的二個(gè)基本要素3、晶面和晶面指標(biāo)4、晶體的特點(diǎn)和晶體的缺陷§5-2 晶體的對(duì)稱性1、晶體的宏觀對(duì)稱性2、晶體的微觀對(duì)稱性§5-3 金屬晶體結(jié)構(gòu)1、晶體結(jié)構(gòu)的密堆積原理2、金屬晶體的堆積型式和金屬原子半徑3、晶體結(jié)構(gòu)的能帶理論4、金屬鍵的本質(zhì)和金屬的一般性質(zhì)§5-4

19、離子晶體和離子鍵1、離子鍵及典型離子化合物2、離子鍵理論3、復(fù)雜離子化合物及其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介§5-5 共價(jià)鍵型晶體和混合鍵型晶體1、共價(jià)型原子晶體2、混合鍵型晶體§5-6 分子型晶體和分子間作用力1、分子型晶體2、氫鍵和氫鍵型晶體§5-7 X- 射線晶體結(jié)構(gòu)分析1、X射線在晶體中的衍射2、衍射方向與晶胞參數(shù)3、衍射強(qiáng)度與晶胞中原子的分布4、晶體結(jié)構(gòu)分析方法簡(jiǎn)介教學(xué)重點(diǎn)： 晶體的點(diǎn)陣?yán)碚?，晶體的宏觀對(duì)稱性，金屬晶體的堆積型式和金屬原子 半徑，晶體結(jié)構(gòu)的能帶理論，離子鍵及離子半徑， X-射線晶體結(jié)構(gòu)分析原理。教學(xué)目標(biāo)：1、了解復(fù)雜離子化合物結(jié)構(gòu)，氫鍵和氫鍵型晶體，晶體結(jié)構(gòu)分

20、析方法。2、理解基本概念，晶體的微觀對(duì)稱性，晶體結(jié)構(gòu)的密堆積原理，離子鍵理論（晶 體點(diǎn)陣、點(diǎn)陣點(diǎn)、平移群、直線點(diǎn)陣、平面點(diǎn)陣、空間點(diǎn)陣、素向量、復(fù)向量、素單位、 復(fù)單位、平面格子、正當(dāng)格子、空間格子、空間正當(dāng)格子、結(jié)構(gòu)基元、晶胞、素晶胞 復(fù)晶胞、晶胞的二要素：晶胞參數(shù)、原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)、晶面、晶棱、晶軸、晶面符號(hào)（晶 面指標(biāo)）、晶體宏觀對(duì)稱性、宏觀對(duì)稱元素、晶體對(duì)稱性定律、宏觀對(duì)稱類型、微觀對(duì) 稱性、微觀對(duì)稱元素、微觀對(duì)稱類型、衍射、衍射方向、衍射指標(biāo)、入射角、衍射角、 布拉格角、金屬鍵、離子鍵、共價(jià)鍵、金屬晶體、離子晶體、原子晶體、分子警惕、 混合型晶體、金屬半徑、離子半徑、共價(jià)半徑、范德華半徑

21、、自由電子模型、能帶理論、A1、A2、A3、A4堆積、四面體空隙、八面體空隙、正方體空隙、CsCI型、NaC I型、立方ZnS型、六方ZnS型、CaF2型、TiO2型、配位多面體、配位數(shù)、正負(fù)離子 半徑比）3、掌握晶胞及晶胞的二個(gè)基本要素，晶面和晶面指標(biāo)，金屬晶體的堆積型式和金 屬原子半徑，離子的堆積型式和離子半徑，利用勞埃方程和布拉格方程求晶胞參數(shù)，晶 體的系統(tǒng)消光規(guī)律。三、本課程與其它課程的關(guān)系本課程為化學(xué)系本科專業(yè)的一門重要理論基礎(chǔ)課程， 它的先修課程為高等數(shù)學(xué)、 無(wú) 機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、大學(xué)兀立。其任務(wù)是使學(xué)生掌握微觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，獲得原 子、分子及晶體結(jié)構(gòu)的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)，了

22、解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系，了解研究分 子和晶體結(jié)構(gòu)的近代物理方法的基本原理，加深對(duì)前修課程，如無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等 的有關(guān)內(nèi)容的理解，為后課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。四、主要參考書：1 、潘道皚等：物質(zhì)結(jié)構(gòu)，高等教育出版社（第二版）， 19892、徐光憲：結(jié)構(gòu)化學(xué)，人民教育出版社（ 1 979年重印） 。3、周公度、段連運(yùn) : 結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)，北京大學(xué)出版社 （第二版）， 1997。4、 謝有暢、邵美成：結(jié)構(gòu)化學(xué)，人民教育出版社，（上冊(cè)1979 年、下 冊(cè) 1980 年）?；せA(chǔ)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱第一部分 大綱說(shuō)明一、課程的性質(zhì) 化工基礎(chǔ)是化學(xué)本科專業(yè)必修基礎(chǔ)課程。 化工基礎(chǔ)主要研究化工生產(chǎn)過(guò)程的單元

23、操 作及所用設(shè)備的基本理論知識(shí)，即“三傳一反”的基本理論和應(yīng)用。二、課程的任務(wù)與目的學(xué)習(xí)本課程的任務(wù)是掌握各個(gè)單元操作的基本規(guī)律， 熟悉所用設(shè)備的工作原理、 性 能和注意事項(xiàng)等，并把這些認(rèn)識(shí)用于化工生產(chǎn)和研究中，使生產(chǎn)技術(shù)不斷改進(jìn)。通過(guò)學(xué) 習(xí)要求學(xué)生掌握各個(gè)單元操作的基本原理， 典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)和計(jì)算方法， 對(duì)化工設(shè)備和 過(guò)程有一定的操作、 調(diào)節(jié)能力，同時(shí)逐步掌握設(shè)備工藝尺寸的計(jì)算和定型設(shè)備的選型等。 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用課程有關(guān)理論來(lái)分析和解決化工生產(chǎn)過(guò)程中常見的實(shí)際問(wèn)題的能力。三、教學(xué)基本要求1、了解化工生產(chǎn)中的典型設(shè)備與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及它們?cè)诨どa(chǎn)中的應(yīng)用，了解物 理、物理化學(xué)規(guī)律等在化工生產(chǎn)中的應(yīng)

24、用。2、理解化工生產(chǎn)中的基本原理和基本規(guī)律。3、掌握有關(guān)“三傳一反”中的基本計(jì)算及管路設(shè)計(jì)等計(jì)算，掌握一些典型設(shè)備的 尺寸計(jì)算和選型。四、教學(xué)中注意的幾個(gè)問(wèn)題1、教學(xué)方法（1）各化工單元操作的基本原理的講解要深入淺出，以便學(xué)生容易理解和掌握。（2）計(jì)算公式不注重推導(dǎo)，而重于講述其物理意義及運(yùn)用。（3）每一個(gè)人工單元操作為一章，內(nèi)容有其獨(dú)立性。因此，每一章講解后可進(jìn)行 歸納，小結(jié)，安排 1-2 次習(xí)題與討論課，結(jié)合學(xué)生作業(yè)中出現(xiàn)的問(wèn)題，強(qiáng)化本章重點(diǎn)內(nèi) 容的理解與掌握。（4）對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作教師要給與充分的指導(dǎo)和分析。2、教學(xué)手段教學(xué)錄像、媒體應(yīng)用（課件、電子教案）五、教學(xué)目標(biāo)與考試形式1

25、、了解 對(duì)本課程中的某些概念、原理、理論等內(nèi)容要求了解，通常以填空、判斷等題型進(jìn) 行考核。2、理解 對(duì)課程中的某些概念、原理、理論、實(shí)驗(yàn)方法及應(yīng)用等內(nèi)容要求比較清楚地理解， 一般以填空、判斷、簡(jiǎn)答等題型進(jìn)行考核。3、掌握對(duì)課程中的某些概念、原理、理論、實(shí)驗(yàn)方法及應(yīng)用等內(nèi)容要求準(zhǔn)確理解，并可以 將這些原理、理論應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題。一般以填空、選擇、判斷、簡(jiǎn)答、計(jì)算等題型 進(jìn)行考核。第二部分 教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)一、課時(shí)分配本課程總學(xué)時(shí)數(shù)為72學(xué)時(shí)，其中講授50學(xué)時(shí)，習(xí)題討論與機(jī)動(dòng)12學(xué)時(shí)，學(xué)生基 礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí)。具體分配如下：早教學(xué)內(nèi)容講授學(xué)時(shí)自學(xué) 學(xué)時(shí)習(xí)題 討論機(jī)動(dòng)緒論2-一一流體的流動(dòng)與輸送1

26、02.二傳熱過(guò)程82三三吸收102四精餾82五化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和間歇單相等溫過(guò)程42六物料連續(xù)流動(dòng)過(guò)程與反混4七多相反應(yīng)過(guò)程與質(zhì)量傳遞4八基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)10合計(jì)72學(xué)時(shí)60102二、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)緒論：介紹本課程的地位和作用、主要內(nèi)容、化學(xué)工程基本規(guī)律（物料恒算、能量 恒算、平衡關(guān)系、過(guò)程速率）、工程單位與國(guó)際制單位換算及學(xué)習(xí)方法。教學(xué)目標(biāo)：了解本課程的主要內(nèi)容和工程單位。理解化學(xué)工程基本規(guī)律。第一章流體的流動(dòng)與輸送教學(xué)內(nèi)容：§1-1基本概念1、理想流體與實(shí)際流體2、流體的壓強(qiáng)及測(cè)量一一U型管壓差計(jì)3、流量和流速4、穩(wěn)態(tài)流動(dòng)與非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)§1-2流體穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)的恒算1、物料恒算一

27、一連續(xù)性方程與應(yīng)用2、能量恒算一一柏努利方程與應(yīng)用3、流量的測(cè)定一一孔板流量計(jì)§1-3 實(shí)際流體的流動(dòng)1、粘度2、流體流動(dòng)的形態(tài)（流動(dòng)類型與判斷）§1-4 流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的阻力計(jì)算1、滯流時(shí)的摩擦阻力2、湍流時(shí)的摩擦阻力3、局部阻力4、管路計(jì)算§1-5 輸送機(jī)械離心泵與離心風(fēng)機(jī)1、離心泵的構(gòu)造和工作原理2、離心泵的性能指標(biāo)3、離心風(fēng)機(jī)的構(gòu)造與工作原理教學(xué)重點(diǎn)： 流體靜力學(xué)基本原理與應(yīng)用；流體動(dòng)力學(xué)原理與應(yīng)用；阻力計(jì)算和管路 設(shè)計(jì)。教學(xué)目標(biāo)：1、了解簡(jiǎn)單管路布置和安裝的原則，文氏流量計(jì)、離心泵和離心風(fēng)機(jī)的構(gòu)造。2、理解基本概念與原理：流量和流速、表壓與真空度、穩(wěn)

28、態(tài)流動(dòng)和不穩(wěn)態(tài)流動(dòng)、 連續(xù)性方程、流體的粘度、流動(dòng)類型、流速的分布、簡(jiǎn)單管路的計(jì)算。3、掌握流體靜力學(xué)方程及其應(yīng)用；柏努利方程的物理意義及其應(yīng)用；流體阻力的 計(jì)算；孔板流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)的原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，孔板流量計(jì)流量計(jì)算。離心泵的工 作原理和性能指標(biāo)。第二章 傳熱過(guò)程教學(xué)內(nèi)容：§2-1 概述1、化工生產(chǎn)過(guò)程中的傳熱過(guò)程2、傳熱過(guò)程中的基本物理量3、穩(wěn)態(tài)傳熱和非穩(wěn)態(tài)傳熱§2-2 傳導(dǎo)傳熱1、傅立葉定律2、平面壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)3、圓筒壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo) §2-3 對(duì)流傳熱1、對(duì)流傳熱機(jī)理2、對(duì)流給熱系數(shù)（關(guān)聯(lián)式及影響因素）§2-4 熱交換計(jì)算1、總傳熱方程2、傳

29、熱溫度差3、強(qiáng)化傳熱途徑§2-5 熱交換器1、列管時(shí)熱交換器2、其它熱交換器教學(xué)重點(diǎn)：（1）傳熱計(jì)算： 熱量衡算，平均溫度差的計(jì)算、 傳熱系數(shù)的測(cè)定和估算、 熱傳導(dǎo)的基本定律、單、多層平面壁和圓筒壁的導(dǎo)熱計(jì)算、對(duì)流傳熱方程式、適于粘度 流體的對(duì)流傳熱膜系數(shù)和流體有相變化時(shí)膜系數(shù)的計(jì)算式及應(yīng)用范圍和條件。 傳熱系 數(shù)的計(jì)算、總傳熱計(jì)算。（2）強(qiáng)化傳熱過(guò)程的途徑。 （6）列管式換熱器的主要構(gòu)造、熱 補(bǔ)償裝置。教學(xué)目標(biāo)：1、了解（ 1）加熱方法和熱載體。（2）各種換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用。 （3）列管式 換熱器工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題、設(shè)計(jì)計(jì)算方法和步驟。2、理解 （1）傳熱的基本方程及流體流動(dòng)

30、方向的選擇，垢層熱阻計(jì)算。 （ 2）傳熱 系數(shù)的測(cè)定和估算。（3）傳熱邊界層和溫度梯度3、掌握 （1）傳熱計(jì)算：熱量衡算，平均溫度差的計(jì)算、傳熱系數(shù)的測(cè)定和估算。 （2）熱傳導(dǎo)的基本定律、單、多層平面壁和圓筒壁的導(dǎo)熱計(jì)算。 （ 3）對(duì)流傳熱方程式、 適于粘度流體的對(duì)流傳熱膜系數(shù)和流體有相變化時(shí)膜系數(shù)的計(jì)算式及應(yīng)用范圍和條件。 （4）傳熱系數(shù)的計(jì)算及強(qiáng)化傳勢(shì)過(guò)程的途徑。 （5）總傳熱計(jì)算。（ 6）列管式換熱器的 主要構(gòu)造、熱補(bǔ)償裝置。第三章 吸收教學(xué)內(nèi)容：§3-1 概述1、吸收的類型（物理吸收、化學(xué)吸收）2、吸收劑的選擇和吸收操作的條件§3-2 吸收的相平衡1、亨利定律2、相

31、平衡的幾種表示方法§3-3 吸收速率1、雙膜理論2、分子擴(kuò)散定律3、吸收速率方程§3-4 填料吸收塔的計(jì)算1、填料高度的計(jì)算2、吸收塔的物料恒算操作線方程3、吸收推動(dòng)力的計(jì)算4、傳質(zhì)單元數(shù)和傳質(zhì)單元高度的計(jì)算5、液泛速度和塔徑的計(jì)算§3-4 填料吸收塔1、填料2、填料塔的附屬設(shè)備3、填料層的壓強(qiáng)降教學(xué)重點(diǎn)： 亨利定律的不同表達(dá)形式；吸收速率；填料吸收塔的計(jì)算教學(xué)目標(biāo)：1、了解（ 1）填料塔的結(jié)構(gòu)和有關(guān)填料的類型和特性（ 2）吸收流程。2、理解（ 1）分子擴(kuò)散定律和雙膜理論的基本論點(diǎn)。 （2）吸收總系數(shù)與溶解度的關(guān) 系。（3）物理吸收和化學(xué)吸收的特點(diǎn)。3、掌握（ 1

32、）摩爾分率、比摩爾分率及其換算，比質(zhì)量分率及比質(zhì)量分率與比摩爾 分率之間的換算。 （2）亨利定律的不同表達(dá)形式， E、m、 H 之間的關(guān)系，溫度和壓力 對(duì) E、m、 H 的影響，相平衡與吸收過(guò)程的關(guān)系。 （ 3）吸收速率方程式的表示形式。 （ 4） 吸收塔的物料衡算，操作線方程式及圖示方法及其應(yīng)用。 （5）最小吸收劑單位耗用量的 計(jì)算，實(shí)際吸收劑單位耗用量計(jì)算；填料層高度的計(jì)算。 （ 6）傳質(zhì)單元數(shù)和傳質(zhì)單元高 度的定義，物理意義及計(jì)算。 （7）液泛速度和塔徑的計(jì)算第四章 精餾教學(xué)內(nèi)容：§4-1 精餾原理1、理想的二組分互溶體系2、相對(duì)揮發(fā)度3、壓強(qiáng)對(duì)氣液平衡關(guān)系的影響4、以 t-x

33、-y 相圖和 x-y 相圖表示的蒸餾過(guò)程§4-2 簡(jiǎn)單蒸餾1、簡(jiǎn)單蒸餾的操作與應(yīng)用§4-3 連續(xù)精餾1、精餾的依據(jù)2、精餾塔中物相組成的變化3、回流比4、連續(xù)精餾的流程§4-4 連續(xù)精餾理論塔板數(shù)的計(jì)算1、計(jì)算的前提2、精餾段操作線方程3、提餾段操作線方程4、圖解法計(jì)算理論塔板數(shù)5、回流比與精餾的關(guān)系§4-5 特殊蒸餾1、恒沸蒸餾2、萃取蒸餾§4-6 板式塔1、泡罩塔2、浮閥塔3、篩板塔4、填料塔與板式塔的比較教學(xué)重點(diǎn)： 連續(xù)精餾；連續(xù)精餾理論塔數(shù)的圖解計(jì)算。教學(xué)要求：1、了解恒沸蒸餾、蓄取蒸餾的特點(diǎn)及應(yīng)用。2、理解（ 1）簡(jiǎn)單精餾原理和流程。

34、 （2）連續(xù)精餾的計(jì)算前提。 （3）連續(xù)精餾塔中 物相組成變化。3、掌握（ 1）質(zhì)量分率與摩系分率的定義及相互的換算。 （2）拉烏爾定律、道爾頓 定律、氣液相平衡方程和相平衡圖、揮發(fā)度、相對(duì)揮發(fā)度等的物理意義。 （3）精餾原理 并運(yùn)用此原理分析精餾過(guò)程。 （4）全塔物料衡算，精餾段和提精段的物理衡算，操作線 方程的推導(dǎo)。（5）理論塔板的概念，圖解法計(jì)算理論塔板數(shù)；最小回流比的計(jì)算，適宜 回流比的選擇，回流比的大小對(duì)塔板數(shù)及操作費(fèi)用影響。第五章 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和間歇單相等溫過(guò)程教學(xué)內(nèi)容：§5-1 動(dòng)力學(xué)基本概念1、化學(xué)反應(yīng)速率定義2、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)表達(dá)式3、化學(xué)反應(yīng)速率的濃度效應(yīng)和反應(yīng)

35、級(jí)數(shù)§5-2 間歇攪拌式反應(yīng)釜1、結(jié)構(gòu)與操作特點(diǎn)2、反應(yīng)器容積的計(jì)算3、一級(jí)反應(yīng)與二級(jí)反應(yīng)教學(xué)重點(diǎn)： 間歇攪拌式反應(yīng)釜容積計(jì)算：一級(jí)反應(yīng)和二級(jí)反應(yīng)的容積計(jì)算教學(xué)目標(biāo)：1、了解間歇攪拌式反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)與操作特點(diǎn)；2、理解動(dòng)力學(xué)基本概念3、掌握間歇攪拌式反應(yīng)釜容計(jì)算：一級(jí)反應(yīng)和二級(jí)反應(yīng)的容積計(jì)算第六章 物料連續(xù)流動(dòng)過(guò)程與返混教學(xué)內(nèi)容：§ 6-1 平推流反應(yīng)器§ 6-2 全混流反應(yīng)器§ 6-3 返混對(duì)簡(jiǎn)單反應(yīng)的影響§ 6-4 多釜串聯(lián)反應(yīng)器（代數(shù)法）§ 6-5 逗留時(shí)間分布§ 6-6 自催化反應(yīng)§ 6-7 濃度對(duì)復(fù)雜反應(yīng)的影

36、響1、濃度對(duì)可逆反應(yīng)的影響2、濃度對(duì)平行反應(yīng)的影響3、濃度對(duì)連串反應(yīng)的影響教學(xué)重點(diǎn)： 平推流反應(yīng)器、全混流反應(yīng)器、多釜串聯(lián)反應(yīng)器的容積計(jì)算：濃度對(duì)復(fù) 雜反應(yīng)的影響教學(xué)目標(biāo)：1、了解平推流反應(yīng)器、全混流反應(yīng)器、多釜串聯(lián)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)與操作特點(diǎn)； 2、理解濃度對(duì)復(fù)雜反應(yīng)的影響3、掌握平推流反應(yīng)器、全混流反應(yīng)器、多釜串聯(lián)反應(yīng)器的容積計(jì)算第七章 多相反應(yīng)過(guò)程與質(zhì)量傳遞教學(xué)內(nèi)容：§ 7-1 氣固催化反應(yīng)的特點(diǎn)§ 7-2 氣固催化反應(yīng)的擴(kuò)散過(guò)程1、外擴(kuò)散過(guò)程2、內(nèi)擴(kuò)散過(guò)程§7-3 氣液反應(yīng)中的質(zhì)量傳遞§7-4 化學(xué)反應(yīng)器的選擇1、間歇反應(yīng)器與連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器2、釜式反應(yīng)器

37、與管式反應(yīng)器3、氣固反應(yīng)器4、氣液反應(yīng)器教學(xué)重點(diǎn)： 氣固催化反應(yīng)的擴(kuò)散過(guò)程；化學(xué)反應(yīng)器的選擇教學(xué)目標(biāo)：1、了解氣固催化反應(yīng)的特點(diǎn)，氣液反應(yīng)中的質(zhì)量傳遞。 2、理解氣固催化反應(yīng)的擴(kuò)散過(guò)程。3、掌握氣固催化反應(yīng)的擴(kuò)散過(guò)程；典型反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)器的選擇?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分：1、離心泵性能參數(shù)曲線測(cè)定2、流態(tài)化實(shí)驗(yàn)儀3、管路阻力實(shí)驗(yàn)4、柏努力方程實(shí)驗(yàn)儀5、雷諾實(shí)驗(yàn)6、液相傳質(zhì)膜系數(shù)測(cè)定教學(xué)要求： 1、理解實(shí)驗(yàn)原理2、熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作步驟，并能處理在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一般問(wèn)題3、熟練掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理并進(jìn)行客觀分析。4、能夠做到理論聯(lián)系實(shí)際，解決實(shí)際生產(chǎn)中的一般問(wèn)題三、本課程與其它課程的關(guān)系化工基礎(chǔ)是化學(xué)本科專業(yè)的一門

38、基礎(chǔ)理論課，它的先修課程為無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、 物理化學(xué)、大學(xué)物理等。加深物理化學(xué)等基礎(chǔ)理論在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，同時(shí)為后繼課 程打下基礎(chǔ)。四、主要參考書：1、吳迪勝等：化工基礎(chǔ)上、下，高等教育出版社（第二版），19802、崔恩選：化學(xué)工藝學(xué)，高等教育出版社（第二版）。3、陳敏恒等 : 化工原理，北京大學(xué)出版社 （第二版 ） ，1997。4、雷良恒等 ：化工原理實(shí)驗(yàn)，人民教育出版社。5、化工原理，天津大學(xué)編物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱一 . 課程性質(zhì)、目的和任務(wù)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是繼無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn) 、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)和有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)之 后而獨(dú)立開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程，是化學(xué)專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程。充分體現(xiàn)培養(yǎng)教師及研究型人 才的特點(diǎn)，貫徹基本知識(shí)、基本理論、基本技能以應(yīng)用為目的，以“必需、夠用”為度 的原則；同時(shí)，考慮到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，人類社會(huì)正面臨知