结构化学
结构化学
5000+ 人选课
更新日期:2026/04/03
开课平台智慧树
开课高校温州大学
开课教师方国勇李新华丁益宏
学科专业理学化学类
开课时间2026/01/21 - 2026/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
《结构化学》是一门在原子和分子水平上讨论物质微观结构、研究原子和分子运动规律、研究物质的结构和性能关系的科学,是化学的一个重要分支。它不仅是化学类专业的一门基础课程,而且是化工、材料、生物、环境、能源等学科的一门专业课程。 《结构化学》是一门理论性较强的科学,教学内容主要包括量子力学基础、原子结构、化学键理论和分子结构、点阵理论和晶体结构等内容。要求学生较好地掌握量子力学基础、原子结构、化学键理论、分子结构、点阵理论和晶体结构的相关知识。在课程教学中贯彻理论联系实际和少而精的原则,使学生了解并掌握结构化学的基本理论,以增强学生分析问题和解决问题的能力。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
量子力学基础
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早期量子论
方国勇
量子力学的建立
量子力学的建立(I)
方国勇
量子力学的建立(II)
方国勇
阱中粒子的量子特征
方国勇,方国勇
原子结构
单电子原子的Schrodinger方程及其解
单电子原子的Schrodinger方程及其解(I)
方国勇,方国勇
单电子原子的Schrodinger方程及其解(II)
方国勇
原于轨道和电子云的图形表示
原于轨道和电子云的图形表示(I)
方国勇
原于轨道和电子云的图形表示(II)
方国勇
原于轨道和电子云的图形表示(III)
方国勇
量子数与可测物理量
方国勇
多电子原子的结构
多电子原子的结构(I)
方国勇
多电子原子的结构(II)
方国勇
原子结构参数
方国勇
原于光谱项
原于光谱项(I)
方国勇
原于光谱项(II)
方国勇
原于光谱项(III)
方国勇
双原子分子结构与化学键理论
分子轨道理论
分子轨道理论(I)
方国勇
分子轨道理论(II)
方国勇
分子轨道理论(III)
方国勇
分子轨道理论(IV)
方国勇
价键理论
价键理论(I)
方国勇
价键理论(II)
方国勇
分子对称性与群论初步
对称性概念
方国勇
分子的对称操作与对称元素
方国勇
分子点群
分子点群(I)
方国勇
分子点群(II)
方国勇
分子点群(III)
方国勇
分子点群(IV)
方国勇
分子对称性与偶极矩、旋光性的关系
分子对称性与偶极矩、旋光性的关系(I)
方国勇
分子对称性与偶极矩、旋光性的关系(II)
方国勇
多原子分子的结构与性质
非金属单质的结构化学:8—N法则
方国勇
非共轭分子几何构型与VSEPR规则
方国勇
共轭分子与SHMO法
共轭分子与SHMO法(I)
方国勇
共轭分子与SHMO法(II)
方国勇,方国勇
饱和分子的正则轨道与定域轨道
方国勇,方国勇
分子轨道对称性守恒原理
分子轨道对称性守恒原理(I)
方国勇
分子轨道对称性守恒原理(II)
方国勇
晶体的点阵结构与X射线衍射法
晶体的性质与结构特征
方国勇
晶体结构的周期性和点阵
晶体结构的周期性和点阵(I)
方国勇
晶体结构的周期性和点阵(II)
方国勇
晶体结构的周期性和点阵(III)
方国勇
晶体结构的对称性
晶体结构的对称性(I)
方国勇
晶体结构的对称性(II)
方国勇
晶体结构的对称性(III)
方国勇
晶体结构的对称性(IV)
方国勇
晶体结构的对称性(V)
方国勇
晶体结构的对称性(VI)
方国勇
X射线衍射法
X射线衍射法(I)
方国勇
X射线衍射法(II)
方国勇
配位化合物的结构和性质
概述
方国勇
配位场理论
配位场理论(I)
方国勇
配位场理论(II)
方国勇
配位场理论(III)
方国勇
σ-π 配键与有关配位化合物的结构和性质
σ-π 配键与有关配位化合物的结构和性质(I)
方国勇
σ-π 配键与有关配位化合物的结构和性质(II)
方国勇
过渡金属原子簇化合物的结构和性质
方国勇
超分子化学
超分子的概念
方国勇
分子间相互作用
分子间相互作用(I)
方国勇
分子间相互作用(II)
方国勇
分子识别与自组装
方国勇
  • 第一章量子力学基础

    (1)了解三种早期量子论。 (2)掌握实物粒子的波粒二象性、Schrödinger方程、波函数的概率解释、不确定原理。 (3)掌握量子力学5个公设。 (4)掌握阱中粒子Schrödinger方程及其求解过程。

  • 1.1早期量子论

    本节主要介绍三种早期量子论,包括黑体辐射与能量量子化、光电效应与光量子化、原子光谱与轨道角动量量子化。

  • 1.2量子力学的建立

    本节主要介绍实物粒子的波粒二象性、Schrödinger方程、波函数的概率解释、不确定原理、量子力学5个公设。

  • 1.3阱中粒子的量子特征

    本节主要介绍一维和三维无限深势阱中粒子的Schrödinger方程的求解过程与应用。

  • 第二章原子结构

    (1)掌握变量分离方法求解单电子原子Schrödinger方程、量子数及其物理意义。 (2)了解径向分布函数、角度函数、径向波函数。 (3)了解算符与可测物理量和角动量的空间量子化。 (4)掌握多电子原子Schrödinger方程的近似求解和构造原理与Slater行列式。 (5)了解电离能、电子亲和势、电负性、化学硬度等原子结构参数。 (6)掌握多电子原子光谱项、光谱支项的求导。

  • 2.1单电子原子的Schrodinger方程及其解

    本节主要介绍单电子原子Schrödinger方程的建立、坐标变换与变量分离、原子轨道与能级。

  • 2.2原于轨道和电子云的图形表示

    本节主要介绍作图对象与作图方法、轨道和电子云的径向部分和角度部分的对画图、等值面图与界面图、网格图、电子云黑点图、原子轨道的宇称。

  • 2.3量子数与可测物理量

    本节主要介绍算符与可测物理量和角动量的空间量子化。

  • 2.4多电子原子的结构

    本节主要介绍多电子原子Schrödinger方程的近似求解和构造原理与Slater行列式。

  • 2.5原子结构参数

    本节主要介绍电离能、电子亲和势、电负性、化学硬度。

  • 2.6原于光谱项

    本节主要介绍组态与状态、L-S矢量耦合模型、原子光谱项和光谱支项的求法、Hund规则、跃迁选律。

  • 第三章双原子分子结构与化学键理论

    (1)掌握变分原理和氢分子离子Schrödinger方程的变分求解。 (2)掌握分子轨道理论要点、分子轨道的类型、双原子分子的价层轨道与电子组态。 (3)了解价键理论。

  • 3.1分子轨道理论

    本节主要介绍氢分子离子的Schrödinger方程、B.O.近似、变分原理、氢分子离子的Schrödinger方程的变分求解、共价键的本质、分子轨道理论要点、分子轨道的类型、双原子分子的价层轨道与电子组态。

  • 3.2价键理论

    本节主要介绍氢分子Schrödinger方程的变分求解和电子配对法的量子力学基础。

  • 第四章分子对称性与群论初步

    (1)了解对称性的基本概念。 (2)掌握分子的对称操作与对称元素。 (3)掌握分子点群的判别。 (3)掌握分子对称性与偶极矩和旋光性的关系。

  • 4.1对称性概念

    本节主要介绍对称性基本概念。

  • 4.2分子的对称操作与对称元素

    本节主要介绍旋转与旋转轴、反映与镜面、反演与对称中心、旋转反映与映轴、旋转反演与反轴。

  • 4.3分子点群

    本节主要介绍单轴群、双面群、高阶群、无旋转轴群、确定分子点群的流程图。

  • 4.4分子对称性与偶极矩、旋光性的关系

    本节主要介绍分子对称性与偶极矩和旋光性的关系。

  • 第五章多原子分子的结构与性质

    (1)了解非金属单质的结构化学和8-N法则。 (2)了解非共轭分子几何构型与VSEPR规则。 (3)掌握共轭分子的SHMO方法、分子图、共轭效应。 (4)掌握甲烷分子正则分子轨道与定域分子轨道。 (5)掌握前线轨道理论和分子轨道对称性守恒原理。

  • 5.1非金属单质的结构化学:8—N法则

    本节主要介绍非金属单质的结构化学、8-N法则。

  • 5.2非共轭分子几何构型与VSEPR规则

    本节主要介绍非共轭分子几何构型、VSEPR规则。

  • 5.3共轭分子与SHMO法

    本节主要介绍丁二烯离域大π键的SHMO处理、直链和单环共轭体系本征值的图解法、分子图、π电子密度、π键级、自由价、共轭效应。

  • 5.4饱和分子的正则轨道与定域轨道

    本节主要介绍甲烷分子正则分子轨道与定域分子轨道。

  • 5.5分子轨道对称性守恒原理

    本节主要介绍前线轨道理论和分子轨道对称性守恒原理。

  • 第六章晶体的点阵结构与X射线衍射法

    (1)了解晶体的性质和结构特征。 (2)掌握晶体结构的周期性和点阵。 (3)掌握晶体结构的对称性,包括32种晶体学点群、7种晶系和6种晶族、14种空间点阵型式、230种空间群。 (4)掌握X射线衍射法、Laue方程、Bragg方程。

  • 6.1晶体的性质与结构特征

    本节主要介绍晶体的性质和结构特征。

  • 6.2晶体结构的周期性和点阵

    本节主要介绍晶体结构的周期性和点阵,包括结构基元与点阵、点阵单位和晶格、平移群、晶胞。

  • 6.3晶体结构的对称性

    本节主要介绍晶体结构的对称性,包括晶体的对称操作和对称元素、32种晶体学点群、7种晶系和6种晶族、14种空间点阵型式、点阵点、直线点阵、平面点阵的指标、230种空间群、晶体对称性各种概念的相互关系。

  • 6.4X射线衍射法

    本节主要介绍X射线衍射法,包括晶体对X射线的相干散射、Laue方程、Bragg方程、衍射方向与晶胞参数、衍射强度与晶胞中原子的分布。

  • 第七章配位化合物的结构和性质

    (1)了解配位化合物的基本概念、配位体、配位化合物结构理论。 (2)掌握八面体配位化合物的分子轨道、分裂能、配位场稳定化能与配位化合物的性质。 (3)掌握σ-π配键、金属羰基配位化合物、小分子配位化合物、不饱和烃配位化合物、环多烯和过渡金属的配位化合物。 (4)了解过渡金属原子簇化合物的结构和性质。

  • 7.1概述

    本节主要介绍配位化合物的基本概念、配位体、配位化合物结构理论。

  • 7.2配位场理论

    本节主要介绍八面体配位化合物的分子轨道、分裂能、配位场稳定化能与配位化合物的性质、其他多面体配位化合物的配位场。

  • 7.3σ-π 配键与有关配位化合物的结构和性质

    本节主要介绍σ-π配键、金属羰基配位化合物、小分子配位化合物、不饱和烃配位化合物、环多烯和过渡金属的配位化合物。

  • 7.4过渡金属原子簇化合物的结构和性质

    本节主要介绍18电子规则和簇合物的几何构型、M-M 间的多重键和催化性能。

  • 第八章超分子化学

    (1)了解超分子的基本概念。 (2)掌握分子间相互作用,包括范德华作用、氢键、π-π堆积作用、疏水效应。 (3)了解分子识别与自组装。

  • 8.1超分子的概念

    本节主要介绍超分子的基本概念。

  • 8.2分子间相互作用

    本节主要介绍范德华作用、氢键、π-π堆积作用、疏水效应。

  • 8.3分子识别与自组装

    本节主要介绍分子识别与自组装、模板效应。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 量子力学基础

    1.1 早期量子论

    1.2 量子力学的建立

    1.3 阱中粒子的量子特征

    视频数4
  • 第二章  作业测试
    第二章 原子结构

    2.1 单电子原子的Schrodinger方程及其解

    2.2 原于轨道和电子云的图形表示

    2.3 量子数与可测物理量

    2.4 多电子原子的结构

    2.5 原子结构参数

    2.6 原于光谱项

    视频数12
  • 第三章  作业测试
    第三章 双原子分子结构与化学键理论

    3.1 分子轨道理论

    3.2 价键理论

    视频数6
  • 第四章  作业测试
    第四章 分子对称性与群论初步

    4.1 对称性概念

    4.2 分子的对称操作与对称元素

    4.3 分子点群

    4.4 分子对称性与偶极矩、旋光性的关系

    视频数8
  • 第五章  作业测试
    第五章 多原子分子的结构与性质

    5.1 非金属单质的结构化学:8—N法则

    5.2 非共轭分子几何构型与VSEPR规则

    5.3 共轭分子与SHMO法

    5.4 饱和分子的正则轨道与定域轨道

    5.5 分子轨道对称性守恒原理

    视频数7
  • 第六章  作业测试
    第六章 晶体的点阵结构与X射线衍射法

    6.1 晶体的性质与结构特征

    6.2 晶体结构的周期性和点阵

    6.3 晶体结构的对称性

    6.4 X射线衍射法

    视频数12
  • 第七章  作业测试
    第七章 配位化合物的结构和性质

    7.1 概述

    7.2 配位场理论

    7.3 σ-π 配键与有关配位化合物的结构和性质

    7.4 过渡金属原子簇化合物的结构和性质

    视频数7
  • 第八章  作业测试
    第八章 超分子化学

    8.1 超分子的概念

    8.2 分子间相互作用

    8.3 分子识别与自组装

    视频数4
  • 期末考试
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