28161 結構化學

一、要求

　　在量子力學基礎知識的基礎上，弄清原子、分子和晶體中電子運動的基本規律，了解Schr?dinger方程得來的線索和用量子力學研究原子、分子結構的基本方法，理解單電子原子的波函數，理解化學鍵的本質。掌握雙原子分子的振動和轉動光譜的基本原理。了解分子對稱性和分子點群的概念在研究分子結構中的作用。掌握晶體場理論的基本原理及其應用。掌握晶體周期性結構的特點及晶體的各種性質。

二、考試內容

第一章 量子力學基礎知識

一、微觀粒子的運動特征

　　理解微觀粒子的運動規律，理解能量量子化、光的波粒二象性、實物微粒的波粒二象性、幾率波及測不準原理。

二、量子力學基本假設

　　了解量子力學的基本假設，理解波函數和微觀粒子的狀態、幾率、幾率密度、波函數的合格化條件、波函數的正交歸一性，了解力學量和算符、本征方程、本征值和本征態、Schr?dinger方程、態疊加原理及Pauli原理。

　　三、箱中粒子的Schr?dinger方程及其解

　　了解一維勢箱粒子的Schr?dinger方程及其解，了解零點能，節點，離域效應。

第二章 原子的結構和性質

一、單電子原子的Schr?dinger方程及其解

了解單電子原子的Schr?dinger方程，了解變數分離法和Φ（φ）方程的解，理解單電子原子的波函數。

二、量子數的物理意義

　　掌握量子數（主量子數，角量子數，磁量子數，自旋量子數和自旋磁量子數，總量子數和總磁量子數）的物理意義。

三、波函數和電子云圖形

　　了解氫原子的ψ（r）-r圖和Ψ２-r圖，理解徑向分布圖，掌握原子軌道角度分布圖。

四、多電子原子的結構

　　了解單電子近似、原子軌道概念和中心力場近似模型。

五、原子光譜

　　了解氫原子光譜和堿金屬原子光譜，理解電子的狀態和原子的能態的關系，了解原子光譜項的推求。

第三章 雙原子分子的結構和性質

　　一、Ｈ2+的結構和共價鍵的本質

　　了解定核近似、Ｈ2+的Schr?dinger方程及變分原理，了解Sab,Haa和Hab的物理意義，掌握共價鍵的本質。

二、分子軌道理論和雙原子分子的結構

　　了解分子軌道的概念，掌握LCAO-MO的成鍵三原則，掌握分子軌道的類型、符號、能級順序、分子的電子組態及鍵級，掌握第二周期同核雙原子分子的結構和性質的關系，了解第二周期異核雙原子分子的結構。

三、分子光譜

　　了解分子光譜的分類及其選律，掌握雙原子分子的轉動光譜，掌握簡諧振子模型下的雙原子分子的振動光譜，了解多原子分子振動光譜。

第四章 分子的對稱性

一、對稱操作和對稱元素

　　了解旋轉軸和旋轉操作，對稱中心和反演操作，鏡面和反映操作，反軸和旋轉反演操作，映軸和旋轉反映操作。

二、對稱操作群與對稱元素的組合

　　了解群的定義和對稱元素的組合

三、分子的點群

　　了解分子點群的分類，掌握簡單分子點群的判別。

四、分子的對稱性與分子的偶極矩

　　了解分子的對稱性與分子的偶極矩的關系

五、分子的對稱性與分子的旋光性

　　了解分子的對稱性與分子的旋光性的關系

第五章 多原子分子的結構和性質

一、價層電子對互斥理論

　　掌握價層電子對互斥理論

二、雜化軌道理論

　　了解雜化軌道理論，掌握一些常見的雜化類型，了解等性雜化和不等性雜化。

三、HMO法

　　了解體克爾理論，理解丁二烯分子及苯分子的HMO處理方法，了解分子圖及其應用，理解離域π鍵的形成、類型和共軛效應。

四、分子間作用力和分子的大小形狀　

　　　了解分子間作用力和分子的大小形狀與物質有關性質的關系。

五、核磁共振譜

　　了解核磁共振的一般原理、核磁共振的條件和化學位移。

第六章 配合物的結構和性質

一、價鍵理論

　　了解配合物的價鍵理論

二、晶體場理論

　　掌握晶體場理論的基本原理及其應用（d軌道能級分裂、光譜化學序、d電子的排布原則、晶體場穩定化能、Jahn-Teller效應等）

三、分子軌道理論

　　了解配合物的分子軌道理論，了解σ-π配鍵及有關配合物的結構和性質。

第七章 晶體的點陣結構和晶體的性質

一、晶體結構的周期性和點陣

　　掌握晶體結構的特征，了解點陣和結構基元、點陣單位和晶體缺陷。

二、晶體結構的對稱性

　　了解晶體的宏觀對稱性和微觀對稱性，理解晶胞及其二要素，了解７個晶系和１４種空間點陣型式，理解點陣點、直線點陣和晶面指標。

第八章 金屬的結構和性質

一、金屬鍵和金屬的一般性質

　　了解金屬鍵的自由電子模型和固體能帶理論，了解導體、半導體和絕緣體的能帶特征。

二、球的密堆積和金屬單質的結構

　　了解Ａ3型維積，掌握A1和Ａ2型維積，了解金屬單質的結構概況和金屬原子半徑的變化規律。

三、合金

　　了解合金的結構分類和性質。

第九章 離子化合物的結構化學

一、離子晶體的結構型式

　　了解幾種典型離子晶體的結構型式

二、離子鍵和點陣能

　　了解離子鍵及點陣能的計算，了解鍵型變異原理。

三、離子半徑

　　了解離子半徑的概念及在周期表中的變化趨勢，了解正負離子的半徑比和離子的配位多面體的關系。

第十章 非金屬元素的結構化學

一、非金屬元素的結構特征

　　了解非金屬單質及非金屬化合物的結構特征

一、氫的結構化學

　　了解氫的成鍵型式、理解氫鍵的形成與物質性能的關系，了解水的結構化學。

選用教材意見

１、使用教材

《結構化學基礎》第二版　　周公度　段連運編 北京大學出版社

２、參考教材

《結構化學習題解析》　　周公度 段連運編 北京大學出版社

《物質結構學習指導》　　倪行　科學出版社，１９９９年