高等無機(jī)化學(xué)省公開課金獎(jiǎng)全國賽課一等獎(jiǎng)微課獲獎(jiǎng)?wù)n件

高等無機(jī)化學(xué)碩士碩士學(xué)位課任課教師：楊文勝北京化工大學(xué)理學(xué)院年秋1/42教學(xué)參考書《高等無機(jī)化學(xué)》陳慧蘭主編高等教育出版社,2/42教學(xué)參考書《高等無機(jī)結(jié)構(gòu)化學(xué)》麥松威等主編北京大學(xué)出版社,3/42《無機(jī)化學(xué)》申泮文主編化學(xué)工業(yè)出版社,教學(xué)參考書4/42第1章緒論5/42了解無機(jī)化學(xué)發(fā)展歷史及現(xiàn)實(shí)狀況了解無機(jī)化學(xué)前沿領(lǐng)域及趨勢了解本課程教學(xué)安排及詳細(xì)要求目標(biāo)&要求6/42一、無機(jī)化學(xué)沿革與復(fù)興二、無機(jī)化學(xué)現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢三、當(dāng)代無機(jī)化學(xué)發(fā)展特點(diǎn)四、本課程內(nèi)容及詳細(xì)要求7/42第一節(jié)無機(jī)化學(xué)沿革與復(fù)興人類出現(xiàn)～

無機(jī)化學(xué)：礦物和無機(jī)物唐代明代清代8/42第一節(jié)無機(jī)化學(xué)沿革與復(fù)興1828年：有機(jī)化學(xué)1828年武勒由氰酸銨制得尿素，動(dòng)搖了有機(jī)物只是生命體產(chǎn)物觀點(diǎn)，有機(jī)化學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。9/42第一節(jié)無機(jī)化學(xué)沿革與復(fù)興1887年：物理化學(xué)為研究能掌握無機(jī)物和有機(jī)物性質(zhì)和反應(yīng)普通規(guī)律,產(chǎn)生了新化學(xué)分支──物理化學(xué)。

(物理化學(xué)通常是以1887年德國出版?物理化學(xué)學(xué)報(bào)?雜志為其標(biāo)志)10/42第一節(jié)無機(jī)化學(xué)沿革與復(fù)興1800～1900：無機(jī)化學(xué)建立和發(fā)展時(shí)期在這個(gè)時(shí)期無機(jī)化學(xué)家貢獻(xiàn)是:發(fā)覺新元素合成已知元素新化合物確立了原子量氧單位門捷列夫提出了元素周期表維爾納提出了配位學(xué)說11/42第一節(jié)無機(jī)化學(xué)沿革與復(fù)興1900~二次世界大戰(zhàn)：無機(jī)化學(xué)蕭條時(shí)期

突飛猛進(jìn)有機(jī)化學(xué)相比,無機(jī)化學(xué)進(jìn)展遲緩。無重大發(fā)覺和建樹,缺乏全局性工作。當(dāng)初出版無機(jī)化學(xué)教科書,幾乎都是無機(jī)化學(xué)試驗(yàn)資料庫,是純粹描述性無機(jī)化學(xué)。在無機(jī)化學(xué)專業(yè)教育和培養(yǎng)方面也很微弱,只在大學(xué)一年級開設(shè)無機(jī)化學(xué),缺乏必要循環(huán),也無再提升機(jī)會(huì)。教師只能“存在、制備、性質(zhì)、用途”千篇一律，學(xué)生學(xué)起來枯燥乏味，認(rèn)為“無機(jī)化學(xué)”就是“無理化學(xué)”，多不感到興趣，因而有志于無機(jī)化學(xué)人是寥寥無幾。12/42第一節(jié)無機(jī)化學(xué)沿革與復(fù)興二次世界大戰(zhàn)及以后~:無機(jī)化學(xué)復(fù)興時(shí)期美國曼哈頓工程(原子能計(jì)劃)極大地催化了無機(jī)化學(xué)發(fā)展，使無機(jī)化學(xué)進(jìn)入復(fù)興時(shí)期。原子反應(yīng)堆新型無機(jī)材料同位素工廠當(dāng)代分析分離方法粒子加速器超鈾元素合成無機(jī)化學(xué)理論：周期律理論、原子分子結(jié)構(gòu)理論配位化學(xué)理論、無機(jī)熱力學(xué)動(dòng)力學(xué)理論13/42第一節(jié)無機(jī)化學(xué)沿革與復(fù)興戰(zhàn)后和平時(shí)期，伴隨工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)飛躍發(fā)展,無機(jī)化學(xué)不但在原有天地中快速發(fā)展,而且還不停滲透到其它各種學(xué)科而產(chǎn)生了新邊緣學(xué)科,如:

有機(jī)金屬化合物化學(xué)無機(jī)固體化學(xué)物理無機(jī)化學(xué)生物無機(jī)化學(xué)和無機(jī)生物化學(xué)14/42第一節(jié)無機(jī)化學(xué)沿革與復(fù)興截止到年，CA中登錄無機(jī)化學(xué)物質(zhì)條目近3000萬種，且以每年100萬種速度不停增加。美國無機(jī)化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)值為4000億美元。自戰(zhàn)后至今,無機(jī)化學(xué)已從停滯蕭條時(shí)期步入了一個(gè)“柳暗花明又一村”黃金時(shí)期。15/42第二節(jié)無機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢無機(jī)化學(xué)發(fā)展趨勢

與材料科學(xué)和生命科學(xué)交叉、融合是無機(jī)化學(xué)當(dāng)前發(fā)展趨勢。無機(jī)化學(xué)在合成和制備研究中，力爭在發(fā)展新合成方法及路線上下功夫；強(qiáng)調(diào)利用分子設(shè)計(jì)和晶體工程思想，推進(jìn)新型化合物合成及物質(zhì)聚集狀態(tài)研究；重視無機(jī)功效材料復(fù)合、組裝與雜化；加強(qiáng)功效性無機(jī)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系研究，開展介觀和微觀結(jié)構(gòu)理論研究；無機(jī)化學(xué)與生命科學(xué)交叉要深入深化研究內(nèi)涵，突出無機(jī)物生物效應(yīng)化學(xué)基礎(chǔ)研究；深化金屬生物大分子、無機(jī)仿生過程及分子以上層次生物無機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)研究。

－《國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》16/42第二節(jié)無機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢l

當(dāng)代無機(jī)合成l

配位化學(xué)l有機(jī)金屬化學(xué)l

原子簇化學(xué)l

超分子化學(xué)l

生物無機(jī)化學(xué)l

稀土元素化學(xué)l

無機(jī)固體化學(xué)l

核化學(xué)和放射化學(xué)17/42第二節(jié)無機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢2.1當(dāng)代無機(jī)合成化學(xué)無機(jī)化合物種類甚多，合成方法差異極大，無機(jī)合成化學(xué)中未開拓領(lǐng)域很多。發(fā)覺一個(gè)新合成方法或一個(gè)新型結(jié)構(gòu)，將就有一系列新無機(jī)化合物出現(xiàn)。所以無機(jī)合成化學(xué)是無機(jī)化學(xué)前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域之一。當(dāng)前無機(jī)合成化學(xué)研究重點(diǎn)是發(fā)展新合成反應(yīng)、新合成路線和方法、新制備技術(shù)及相關(guān)反應(yīng)機(jī)理研究。18/42第二節(jié)無機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢2.2配位化學(xué)配位化合物種類龐大，約占無機(jī)化合物75％以上，所以配位化學(xué)是無機(jī)化學(xué)研究中一個(gè)主要方向。配位化學(xué)從上世紀(jì)60年代起與生命科學(xué)結(jié)合，成為生物無機(jī)化學(xué)產(chǎn)生基礎(chǔ)。配位化學(xué)與材料科學(xué)也形成了最緊密結(jié)合。配合物良好催化作用在有機(jī)合成、高分子合成中發(fā)揮了極大作用；在功效材料（如光、電、磁、超導(dǎo)、信息存放等）領(lǐng)域也展現(xiàn)出遼闊發(fā)展前景。19/42第二節(jié)無機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢2.3有機(jī)金屬化學(xué)

有機(jī)金屬化學(xué)研究金屬與有機(jī)基團(tuán)直接相鍵合化合物，包含了為數(shù)眾多一大類化合物，它是有機(jī)和無機(jī)化學(xué)相互滲透邊緣領(lǐng)域，同時(shí)又是無機(jī)化學(xué)極其活躍新興領(lǐng)域之一。有機(jī)金屬化合物在催化材料、非線性光學(xué)材料、半導(dǎo)體材料、液晶材料、抗腫瘤藥品等方面展現(xiàn)了遼闊應(yīng)用前景。20/42第二節(jié)無機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢2.4原子簇化學(xué)原子簇化合物發(fā)覺逐步形成了一門新興化學(xué)分支學(xué)科——原子簇化學(xué)。原子簇化合物基本類型有：硼烷及硼烷陰離子、金屬原子簇、富勒烯及其衍生物。20世紀(jì)70年代后因?yàn)榛瘜W(xué)模擬生物固氮、金屬原子簇化合物催化功效、生物金屬原子簇、超導(dǎo)及新型材料等方面研究需要，促使（金屬）原子簇化學(xué)快速發(fā)展。21/42第二節(jié)無機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢配位化合物原子簇化合物有機(jī)金屬化合物22/42第二節(jié)無機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢2.5超分子化學(xué)超分子化學(xué)：就是“超越分子概念化學(xué)”，它是指兩個(gè)以上分子以分子間作用力所形成有序聚集體化學(xué)。超分子化學(xué)是近年來在一些交叉學(xué)科中產(chǎn)生邊緣學(xué)科，從分子化學(xué)到超分子化學(xué)標(biāo)志著化學(xué)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新歷史階段。23/42分子化學(xué)和超分子化學(xué)間及超分子化學(xué)與分子器件科學(xué)間關(guān)系：“分子”和“超分子”鍵合作用顯著不一樣。分子組裝和表達(dá)某種特定功效分子器件和超分子器件是超分子化學(xué)主要研究方向。第二節(jié)無機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢2.5超分子化學(xué)24/42第二節(jié)無機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢2.6生物無機(jī)化學(xué)

生物無機(jī)化學(xué)是最近一二十年才快速發(fā)展起來一門無機(jī)化學(xué)與生物化學(xué)之間邊緣學(xué)科。生物無機(jī)化學(xué)研究范圍很廣，首先，它應(yīng)用無機(jī)化學(xué)（尤其是配位化學(xué)）理論原理和試驗(yàn)方法碩士物體中無機(jī)金屬離子形態(tài)和功效，說明金屬離子和生物大分子形成配合物結(jié)構(gòu)與生物功效關(guān)系；另首先，又要研究怎樣應(yīng)用上述原理和規(guī)律為人類服務(wù)，尤其是為人類健康服務(wù)。25/42第二節(jié)無機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢2.6生物無機(jī)化學(xué)研究金屬離子在生命體中生理生化行為，是當(dāng)前十分主要研究領(lǐng)域。如：血紅素，細(xì)胞色素，葉綠素，維生素，鐵蛋白，鉬鐵蛋白，鋅蛋白，硒蛋白，鈣調(diào)蛋白及幾十種主要金屬酶結(jié)構(gòu)與存在形式，生理生化功效，毒副作用等。高自旋亞鐵脫氧低自旋正鐵氧合

Fe-N218pmFe-N201pm血紅蛋白血紅素26/42第二節(jié)無機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢2.6生物無機(jī)化學(xué)應(yīng)用研究方面：抗癌藥品（順鉑），稀土放療，艾茲?。s多酸），營養(yǎng)滋補(bǔ)品（各類補(bǔ)鈣、鐵、鋅、鍺、硒制劑）。生物無機(jī)化學(xué)是配位化學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)、營養(yǎng)化學(xué)、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科相互滲透相互融合產(chǎn)物。27/42第二節(jié)無機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢2.7稀土元素化學(xué)稀土是中國豐產(chǎn)元素，世界稀土資源80％在中國。稀土在光、電、磁、催化等方面含有獨(dú)特功效。如:含稀土分子篩在石油催化裂化中可使汽油產(chǎn)率大大提升；硫氧釔銪在電子轟擊下產(chǎn)生鮮艷紅色熒光，可使彩電亮度提升1倍；稀土永磁材料用于電機(jī)制造，可縮小體積，做到微型化和高效化；在高溫超導(dǎo)材料中也缺不了稀土元素。28/42第二節(jié)無機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢2.8無機(jī)固體化學(xué)無機(jī)固體化學(xué)是研究固體物質(zhì)(包含材料)制備、組成結(jié)構(gòu)和性質(zhì)科學(xué)。是一門包括物理、化學(xué)、晶體學(xué)和各種技術(shù)學(xué)科邊緣學(xué)科。無機(jī)固體材料是當(dāng)今社會(huì)三大支柱－材料、能源、信息基礎(chǔ)。無機(jī)固體化學(xué)與無機(jī)固體材料親密相關(guān)，是無機(jī)固體材料研究開發(fā)理論基礎(chǔ)。29/42第二節(jié)無機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及趨勢2.9核化學(xué)和放射化學(xué)20世紀(jì)上半葉，從發(fā)覺放射性元素、核裂變、人工放射性，到核反應(yīng)堆建立，核爆炸毀滅性破壞等，核化學(xué)和放射化學(xué)一直是十分活躍和開創(chuàng)性前沿領(lǐng)域。到后半個(gè)世紀(jì)，放射性同位素和核技術(shù)在分析化學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)學(xué)等方面緊密結(jié)合，使其應(yīng)用和交叉研究蓬勃發(fā)展起來。30/42第三節(jié)當(dāng)代無機(jī)化學(xué)發(fā)展特點(diǎn)l

從宏觀到微觀l

從定性描述到定量化方向發(fā)展l

靜態(tài)與動(dòng)態(tài)（過程）相結(jié)合l

既分化又綜合，出現(xiàn)許多邊緣學(xué)科31/42第三節(jié)當(dāng)代無機(jī)化學(xué)發(fā)展特點(diǎn)3.1從宏觀到微觀20世紀(jì)無機(jī)化學(xué)進(jìn)入到物質(zhì)內(nèi)部深層次研究階段，也即進(jìn)入了微觀水平研究階段。人們現(xiàn)在不只研究無機(jī)化合物宏觀性質(zhì)，而且更重視物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)研究，即原子、分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)尤其是原子、分子中電子行為和運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究，從而建立了以當(dāng)代化學(xué)鍵理論為基礎(chǔ)化學(xué)結(jié)構(gòu)理論體系。32/42第三節(jié)當(dāng)代無機(jī)化學(xué)發(fā)展特點(diǎn)3.1從宏觀到微觀與此要求相適應(yīng)，當(dāng)代許多新研究方法，比如光譜學(xué)、能譜學(xué)、磁學(xué)以及射線晶體學(xué)方法也都是在分子水平上進(jìn)行研究工作。當(dāng)代無機(jī)化學(xué)不再是“無理”化學(xué)，而是現(xiàn)有翔實(shí)試驗(yàn)資料又有堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)完全科學(xué)。33/42第三節(jié)當(dāng)代無機(jī)化學(xué)發(fā)展特點(diǎn)3.2從定性描述到定量化方向發(fā)展當(dāng)代無機(jī)化學(xué)尤其是理論無機(jī)化學(xué)和結(jié)構(gòu)無機(jī)化學(xué)，已普遍應(yīng)用線性代數(shù)、群論、矢量分析、拓?fù)鋵W(xué)、數(shù)學(xué)物理等當(dāng)代數(shù)學(xué)理論和方法，而且應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，對許多反應(yīng)結(jié)構(gòu)信息及物理化學(xué)性能物理量進(jìn)行數(shù)學(xué)處理。這種數(shù)學(xué)計(jì)算又與高靈敏度、高準(zhǔn)確度和多功效定量試驗(yàn)測定方法相結(jié)合，使對無機(jī)化合物性質(zhì)和結(jié)構(gòu)研究到達(dá)了準(zhǔn)確定量水平。34/42第三節(jié)當(dāng)代無機(jī)化學(xué)發(fā)展特點(diǎn)3.3靜態(tài)與動(dòng)態(tài)（過程）相結(jié)合合成－結(jié)構(gòu)表征和測定研究模式屬于靜態(tài)結(jié)構(gòu)研究模式，為人們留下一大批新化學(xué)物質(zhì)資料，是化學(xué)界主要財(cái)富?；瘜W(xué)作為研究物質(zhì)化學(xué)改變科學(xué)，也重視化學(xué)反應(yīng)過程研究，但因?yàn)榉椒ê退季w限制，化學(xué)反應(yīng)歷程早期研究僅限于小分子參加宏觀動(dòng)力學(xué)研究，且只能研究速率較慢簡單反應(yīng)。停留技術(shù)及各種快速檢測和搜集數(shù)據(jù)伎倆才使人們有可能研究快速反應(yīng)過程。近年來把微觀概念引進(jìn)反應(yīng)過程研究微觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)有了重大突破。形成當(dāng)代化學(xué)一個(gè)熱點(diǎn)。35/42第三節(jié)當(dāng)代無機(jī)化學(xué)發(fā)展特點(diǎn)3.4既分化又綜合，出現(xiàn)許多邊緣學(xué)科20世紀(jì)無機(jī)化學(xué)首先是加速分化，另首先卻又是各分支學(xué)科之間相互綜合、相互滲透，形成了許多新興邊緣學(xué)科。如：無機(jī)化學(xué)＋有機(jī)化學(xué)＝有機(jī)金屬化合物化學(xué)生物化學(xué)＋無機(jī)化學(xué)（配位化學(xué)）＝生物無機(jī)化學(xué)固體物理＋無機(jī)化學(xué)＝無機(jī)固體化學(xué)無機(jī)化學(xué)＋高分子化學(xué)＝無機(jī)高分子化學(xué)36/42當(dāng)代無機(jī)化學(xué)現(xiàn)有理論又有事實(shí),它把最新量子力學(xué)成就作為自己闡述元素和化合物性質(zhì)理論基礎(chǔ),也力圖用熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)知識去揭示無機(jī)反應(yīng)方向和歷程。無機(jī)化學(xué)家不是單純地提供試驗(yàn)結(jié)果而是也在不遺余力地進(jìn)行理論探索。他們擅長于試驗(yàn)合成，也勝任于對自己試驗(yàn)發(fā)覺作出理論說明。無機(jī)化學(xué)涉獵范圍很寬,周期表中100各種元素以及除烴和烴衍生物以外全部化合物都是無機(jī)化學(xué)研究對象。所以無機(jī)化學(xué)研究任務(wù)異常繁重,但同時(shí)也說明:無機(jī)化學(xué)是一門豐富多彩含有沒有限發(fā)展前途學(xué)科。小結(jié)37/42第1章緒論第2章分子對稱性和群論基礎(chǔ)第3章配位化學(xué)第4章有機(jī)金屬化學(xué)第5章原子簇化學(xué)第6章超分子化學(xué)第7章生物無機(jī)化學(xué)第8章稀土元素化學(xué)第9章無機(jī)固體化學(xué)第四節(jié)本課程內(nèi)容及詳細(xì)要求4.1課程主要內(nèi)容38/42《高等無機(jī)化學(xué)》課程匯報(bào)內(nèi)容：無機(jī)化學(xué)前沿領(lǐng)域研究進(jìn)展(參考年及以后相關(guān)領(lǐng)域Top文件1~2篇)要求：準(zhǔn)備PPT，匯報(bào)時(shí)間10分鐘以內(nèi)1~3人一組時(shí)間：每章內(nèi)容結(jié)束后第四節(jié)本課程內(nèi)容及詳細(xì)要求4.2課程詳細(xì)要求39/42CHEMREVCHEMICALREVIEWSACCOUNTSCHEMRESACCOUNTSOFCHEMICALRESEARCHCHEMSOCREVCHEMICALSOCIETYREVIEWSANGEWCHEMINTEDITANGEWANDTECHEMIE-INTERNATIONALEDITIONCOORDINCHEMREVCOORDINATIONCHEMISTRYREVIEWSJAMCHEMSO