第一篇:結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)大綱
甘肅民族師范學(xué)院化學(xué)專業(yè)課程教學(xué)大綱
結(jié)構(gòu)化學(xué)
一、說明
(一)課程性質(zhì)
結(jié)構(gòu)化學(xué)是四年制化學(xué)本科專業(yè)的必修基礎(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)教學(xué)目的
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);通過本課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生能從結(jié)構(gòu)化學(xué)與物質(zhì)性質(zhì)(性能)相互關(guān)系的基本規(guī)律出發(fā),分析和解決問題。從而提高學(xué)生運(yùn)用結(jié)構(gòu)化學(xué)的原理和方法來分析問題解決問題的能力,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)內(nèi)容
第0章 緒論
第1章 量子力學(xué)基礎(chǔ)和原子結(jié)構(gòu) 第2章 共價(jià)鍵理論與分子結(jié)構(gòu) 第3章 配位場(chǎng)理論和絡(luò)合物結(jié)構(gòu)
第4章 分子結(jié)構(gòu)測(cè)定方法的原理及應(yīng)用 第5章 晶體結(jié)構(gòu)
(四)教學(xué)時(shí)數(shù)
60學(xué)時(shí)
(五)教學(xué)方式
主要采用課堂教學(xué)、習(xí)題課教學(xué)、課外輔導(dǎo),以及測(cè)試、考查、考試等方法。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、本文
第0章 緒論
教學(xué)要點(diǎn):
量子力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史及學(xué)習(xí)方法 教學(xué)時(shí)數(shù): 學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容:
第一節(jié) 本課程的地位和作用、主要內(nèi)容 第二節(jié) 量子力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史及學(xué)習(xí)方法 考核要求:
了解量子力學(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)要點(diǎn):
1、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
2、類氫體系波函數(shù)、量子數(shù)及其應(yīng)用
教學(xué)時(shí)數(shù):
14學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容:
第一節(jié) 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)著名實(shí)驗(yàn)解釋微觀粒子運(yùn)動(dòng)特征——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)
第二節(jié) 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
第三節(jié) 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
第四節(jié) 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)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))第五節(jié) 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
第六節(jié) 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 第七節(jié) 電子自旋
1、自旋問題的提出
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)和保里原理 第八節(jié) 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)第九節(jié) 核外電子排布與元素周期律(自學(xué))教學(xué)要求:
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
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 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)
考核要求:
1、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
2、掌握類氫體系量子數(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)
第二章 共價(jià)鍵理論與分子結(jié)構(gòu)
教學(xué)要點(diǎn):
1、線性變分法處理氫分子離子體系
2、同核雙原子分子的結(jié)構(gòu)
3、HMO理論的基本要點(diǎn)
4、分子對(duì)稱性與分子點(diǎn)群 教學(xué)時(shí)數(shù):
14學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容:
+第一節(jié) H2的分子軌道和共價(jià)鍵的本質(zhì)
1、氫分子離子的薛定諤方程(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) 第二節(jié) 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-MO)
3、分子軌道的類型、符號(hào)和能級(jí)順序 第三節(jié) 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 第四節(jié) 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
第五節(jié) 離域π鍵與共軛分子結(jié)構(gòu)
1、HMO理論的基本要點(diǎn)和休克爾行列式
2、共軛體系的HMO處理
3、電荷密度,鍵級(jí)、自由價(jià)、分子圖及應(yīng)用
4、無機(jī)共軛分子
5、離域π鍵形成的條件和類型
第六節(jié) 多中心鍵與缺電子分子結(jié)構(gòu)(自學(xué))第七節(jié) 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)要求:
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π鍵形成的條件和類型,分子點(diǎn)群和分子的物理性質(zhì)
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,一些離域分子的成鍵情況及對(duì)性質(zhì)的影響
考核要求:
1、掌握分子軌道的類型、符號(hào)和能級(jí)順序
2、同核雙原子分子的結(jié)構(gòu),分子圖的計(jì)算與應(yīng)用
3、分子點(diǎn)群的確定
4、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)要點(diǎn):
1、晶體場(chǎng)中d軌道能級(jí)分裂
2、晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能 教學(xué)時(shí)數(shù):
12學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容:
第一節(jié) 有關(guān)絡(luò)合物的幾個(gè)概念
1、電價(jià)配鍵與電價(jià)絡(luò)合物
2、共價(jià)配鍵和共價(jià)絡(luò)合物 第二節(jié) 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—高自旋態(tài)和低自旋態(tài)(分裂能Δ和成對(duì)能P)
4、晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能——CFSE
5、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))第三節(jié) 絡(luò)合物的分子軌道理論簡(jiǎn)介
6、絡(luò)合物的分子軌道理論要點(diǎn)
7、正八面體絡(luò)合物中的σ軌道和π軌道
8、羰基絡(luò)合物和氮分子絡(luò)合物
第四節(jié) 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
2、配位場(chǎng)理論
第五節(jié) 原子簇化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介(自學(xué))教學(xué)要求:
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
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—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)
考核要求:
1、理解絡(luò)合物的分子軌道理論的基本思想,配位場(chǎng)理論
2、掌握晶體場(chǎng)中d軌道能級(jí)分裂,d軌道中電子的排布—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)要點(diǎn):
1、雙原子分子的轉(zhuǎn)動(dòng)光譜
2、雙原子分子的振動(dòng)光譜 教學(xué)時(shí)數(shù):
12學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容:
第一節(jié) 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) 第二節(jié) 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)第三節(jié) 光電子能譜(PES)
1、X光電子能譜(XPS)
2、紫外光電子能譜(UPS)教學(xué)要求:
1、了解分子光譜的產(chǎn)生與分類,雙原子分子振—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
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
考核要求:
1、掌握雙原子分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)和譜線的分布特點(diǎn)
2、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)
3、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)要點(diǎn):
1、晶體的點(diǎn)陣?yán)碚?,晶體的宏觀對(duì)稱性
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,離子鍵及離子半徑,X-射線晶體結(jié)構(gòu)分析原理
教學(xué)時(shí)數(shù): 學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容:
第一節(jié) 晶體的點(diǎn)陣?yán)碚?/p>
1、晶體的點(diǎn)陣?yán)碚?/p>
2、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 第二節(jié) 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 第三節(jié) 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) 第四節(jié) 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 第五節(jié) 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
第六節(jié) 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 第七節(jié) 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)要求:
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
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
考核要求:
1、掌握晶胞及晶胞的二個(gè)基本要素,晶面和晶面指標(biāo).2、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、參考書目
1、潘道皚等,《結(jié)構(gòu)化學(xué)》,高等教育出版社, 1989年第二版。
2、徐光憲,《結(jié)構(gòu)化學(xué)》,人民教育出版社,1979年。
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,1997年第二版。
4、謝有暢、邵美成,《結(jié)構(gòu)化學(xué)》,人民教育出版社,1979年。
四、本課程使用教具和現(xiàn)代教育技術(shù)的指導(dǎo)性意見
本課程采用課堂講授為主,討論、多媒體教學(xué)、模型和實(shí)踐相結(jié)合的多種手段開展教學(xué)。
五、課外學(xué)習(xí)
(一)課外讀書
1、目標(biāo)
通過課外書籍的閱讀,鞏固和拓展所學(xué)知識(shí),以便更深入的理解、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)系知識(shí),并能合理地解釋一些實(shí)際問題。
2、閱讀書目
1、徐光憲,《結(jié)構(gòu)化學(xué)》,人民教育出版社,1979年。
2、周公度,《結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)》,北京大學(xué)出版社,1997年第二版。
3、學(xué)習(xí)要求
拓展知識(shí)面,進(jìn)一步鞏固和理解所學(xué)知識(shí)點(diǎn)
4、時(shí)間安排
課程結(jié)束后兩個(gè)月內(nèi)完成
5、評(píng)價(jià)方式
結(jié)果評(píng)價(jià)
(二)課外討論
1、目標(biāo)
進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握和理解能力
2、討論內(nèi)容
學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)的體會(huì)及其在實(shí)際中的應(yīng)用
3、討論要求
準(zhǔn)確理解所學(xué)知識(shí),句子通順、流利,表達(dá)清晰。
4、時(shí)間安排
期中和期末的周末
5、評(píng)價(jià)方式
結(jié)果與過程相結(jié)合
(三)實(shí)踐活動(dòng)
1、目標(biāo)
鍛煉學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際中應(yīng)用的能力
2、實(shí)踐內(nèi)容
運(yùn)用所學(xué)知識(shí)點(diǎn)解釋實(shí)際現(xiàn)象
3、實(shí)踐要求
知識(shí)點(diǎn)的描述正確,解釋合理
4、時(shí)間安排
期中和期末的周末
5、評(píng)價(jià)方式
結(jié)果與過程相結(jié)合
(四)課外作業(yè)
1、目標(biāo)
進(jìn)一步鞏固和提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握和理解能力
2、作業(yè)內(nèi)容
對(duì)幾個(gè)典型實(shí)際現(xiàn)象,進(jìn)行解釋理解
3、作業(yè)要求
解釋合理、透徹,知識(shí)點(diǎn)描述正確
4、時(shí)間安排
與課外討論同時(shí)進(jìn)行
5、評(píng)價(jià)方式
結(jié)果評(píng)價(jià)
第二篇:結(jié)構(gòu)化學(xué)-教學(xué)大綱
《結(jié)構(gòu)化學(xué)》課程教學(xué)大綱
(供應(yīng)用化學(xué)專業(yè)使用)
一、課程性質(zhì)
結(jié)構(gòu)化學(xué)是應(yīng)用化學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程是在學(xué)生已經(jīng)學(xué)過高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)、無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)的基礎(chǔ)上,在進(jìn)一步從原子、分子的水平上研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系的學(xué)科。要求學(xué)生系統(tǒng)地掌握結(jié)構(gòu)化學(xué)的基本原理、基本方法與基本技能,通過各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立分析和創(chuàng)新的能力,使之具有一定的分析和解決化學(xué)方面實(shí)際問題的能力,從而為進(jìn)一步學(xué)好專業(yè)課程及今后從事科學(xué)研究,奠定良好的化學(xué)理論基礎(chǔ)。
考慮到應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方向,本課程在內(nèi)容的選材上突出了基礎(chǔ)和實(shí)用性。選擇了化學(xué)鍵理論,原子結(jié)構(gòu),晶體化學(xué)等為主要內(nèi)容,使學(xué)生通過對(duì)化學(xué)鍵理論的學(xué)習(xí),為深入學(xué)習(xí)有關(guān)的知識(shí)打下基礎(chǔ),通過對(duì)晶體組成結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的學(xué)習(xí),為材料科學(xué)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
本課程理論講授共54學(xué)時(shí),3學(xué)分。理論教學(xué)主要通過課堂講授,多媒體影視課件、習(xí)題課(或課堂討論)、演算習(xí)題、自學(xué)及實(shí)驗(yàn)等教學(xué)形式,達(dá)到學(xué)習(xí)本課程的目的。
二、教學(xué)內(nèi)容與要求 量子力學(xué)基礎(chǔ)和原子結(jié)構(gòu)。這部分內(nèi)容在第一~三章中講授。要求了解量子力學(xué)的基本假設(shè),掌握氫原子的薛定諤方程及求解要點(diǎn),提高對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),深入理解原子軌道的意義、性質(zhì)和空間圖象。了解多電子原子中心力場(chǎng)近似法及He原子的變分法處理,了解核外電子排布的依據(jù),了解角動(dòng)量的偶合及原子光譜的意義?;瘜W(xué)鍵理論和分子結(jié)構(gòu)。這部分內(nèi)容主要在第五章中講授。要求重點(diǎn)掌握化學(xué)鍵的三個(gè)基本理論:分子軌道理論、價(jià)鍵理論和配位場(chǎng)理論。要求掌握價(jià)鍵理論在多原子分子結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用,了解S-P雜化軌道的組成及鍵角公式。掌握HMO方法及其在共軛分子中的應(yīng)用,了解前線軌道理論。要求掌握配位場(chǎng)理論在配合物結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用,以及s-p 配鍵配合物和多原子p 鍵配合物的結(jié)構(gòu)。
點(diǎn)陣?yán)碚摵途w結(jié)構(gòu)。這部分內(nèi)容主要在第四、六、七章中講授。要求掌握晶體周期性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及由此特點(diǎn)決定晶體的各種性質(zhì)。了解單晶、多晶衍射法的基本原理,了解金屬、離子化合物、分子化合物等各類晶體結(jié)構(gòu)的基本型式及規(guī)律。
緒論
結(jié)構(gòu)化學(xué)課程的任務(wù)、內(nèi)容、在現(xiàn)代化學(xué)各學(xué)科中的應(yīng)用及學(xué)習(xí)方法(1學(xué)時(shí))
第一章 量子力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 教學(xué)要點(diǎn): 從黑體輻射、光電效應(yīng)、電子衍射三個(gè)基本實(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā),得出了光和實(shí)物微粒具有波粒二象性這一基本特性。由微觀粒子的波動(dòng)性獲得測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系式,它表明微觀粒子沒有同時(shí)確定的坐標(biāo)和動(dòng)量,要用波動(dòng)力學(xué)來描述,根據(jù)微觀粒子能量量子化和波動(dòng)性,在許多科學(xué)家大量工作總結(jié)的基礎(chǔ)上,提出了作為量子力學(xué)理論基礎(chǔ)的若干基本假設(shè),在此基礎(chǔ)上以一維勢(shì)箱粒子為實(shí)例,介紹了量子力學(xué)解決問題的途徑和方法。本章許多基本概念抽象難懂,但它是后面原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)各章學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),必須重視。不少學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)的學(xué)習(xí)感到困難與量子力學(xué)基礎(chǔ)中一些基本概念,特別是幾個(gè)基本假設(shè)沒有深入理解很有關(guān)系,建議同學(xué)們?cè)诨靖拍畹睦斫馍隙嗷c(diǎn)功夫。教學(xué)時(shí)數(shù): 課堂講授8學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容: 1-1 實(shí)物微粒的波粒二象性
1-2 微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1-3 量子力學(xué)基本假設(shè)
1-4勢(shì)箱中運(yùn)動(dòng)的粒子—共軛分子的自由電子模型 考核要求: 了解:黑體輻射,光電效應(yīng),氫原子光譜的基本現(xiàn)象; Planck量子假設(shè),Einstein光子學(xué)說和Bhor原子結(jié)構(gòu)理論的基本內(nèi)容;測(cè)不準(zhǔn)原理的涵義并能用于判斷客體運(yùn)動(dòng)符合量子力學(xué)還是經(jīng)典力學(xué)。理解:波函數(shù)的基本涵義和性質(zhì),及態(tài)疊加原理的意義;Schrodinger方程的建立過程及其物理涵義;量子力學(xué)用于微觀體系的一般步驟;量子力學(xué)處理一維勢(shì)箱粒子(能量量子化現(xiàn)象,零點(diǎn)能效應(yīng),節(jié)點(diǎn)現(xiàn)象,隧道效應(yīng))。
掌握:微觀粒子波粒二象形的本質(zhì)及其統(tǒng)計(jì)解釋;算符的基本概念;本征函數(shù),本征值和本征態(tài)的概念;力學(xué)量平均值計(jì)算,量子力學(xué)的基本假設(shè)。
第二章 原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
教學(xué)要點(diǎn): 求解薛定諤方程初學(xué)者往往感到數(shù)學(xué)復(fù)雜,實(shí)際上結(jié)構(gòu)化學(xué)這門課并不要求對(duì)該方程完整求解,關(guān)鍵在于搞清解的基本思路就可以了。按勢(shì)能函數(shù)→球極坐標(biāo)Laplace算符→Schrodidger方程→變量分離得常微分方程→解方程得n、l、m量子數(shù),能級(jí)表達(dá)式和波函數(shù)這樣的思路進(jìn)行理解。量子數(shù)的物理意義與用量子數(shù)求相應(yīng)物理量有關(guān),物理量各表式來源子量子力學(xué),主要在于理解物理意義。應(yīng)多花功夫深入理解波函數(shù)ψ和電子云ψ2的圖形,特別是經(jīng)向分布圖和原子軌道等值線圖和角度分布圖的作圖方法和圖形的物理意義,其余部分主要在于理解基本概念和量子力學(xué)基本假設(shè)有關(guān)的各種計(jì)算 教學(xué)時(shí)數(shù): 課堂講授10學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容: 2-1 單電子原子的薛定諤方程及其解 2-2 量子數(shù)及其意義 2-3 波函數(shù)和電子云的圖形 2-4 多電子原子的結(jié)構(gòu) 2-5 原子光譜 考核要求: 了解:自洽場(chǎng)方法的基本思想;Zeemann效應(yīng);中心立場(chǎng)近似和屏蔽模型的物理意義。
理解:氫原子的Schrodinger方程的求解過程;能量狀態(tài)和Virial定理;原子狀態(tài)和角動(dòng)量加和規(guī)則的物理涵義;原子光譜選律及其在堿金屬原子中的應(yīng)用;正確理解元素周期律的本質(zhì)和核外電子排布規(guī)律。掌握:量子力學(xué)討論微觀體系的方法和步驟;氫原子Schrodinger方程解的物理意義(量子數(shù)n,l,m,原子軌道及其表示方法,波函數(shù)和電子云的圖象及其特征);電子自旋假設(shè)的基本涵義,Pauli原理的物理意義,單電子假設(shè)的基本思想及其在處理多電子體系中的作用;正確書寫原子光譜項(xiàng)的方法。
第三章 雙原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
教學(xué)要點(diǎn): 由分子體系中Schrodinger方程解得的波函數(shù)ψ,反映了分子體系中單電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),稱ψ為分子軌道,本章討論的許多內(nèi)容均與該概念有關(guān),因此必須結(jié)合量子力學(xué)基本假設(shè)進(jìn)一步深入理解分子軌道概念,同時(shí)還應(yīng)把分子軌道與變分原理結(jié)合理解。變分法用原子軌道線性組合近似表示分子軌道,利用求極值方法調(diào)節(jié)組合系數(shù),求得能量最低時(shí)對(duì)應(yīng)的波函數(shù)(分子軌道)和相應(yīng)的能量表達(dá)式,對(duì)線性變分原理有完整正確的理解,才能對(duì)分子軌道理論的由來有正確的理解,因?yàn)檫@部分內(nèi)容較抽象難懂,學(xué)習(xí)過程中應(yīng)細(xì)心領(lǐng)會(huì),每學(xué)一節(jié),首先想一想,它要回答什么問題,分子軌道的分布特點(diǎn)和分類,要認(rèn)真分析分子軌道示意圖的特點(diǎn)以及它與各種化學(xué)鍵之間的聯(lián)系。教學(xué)時(shí)數(shù): 課堂講授8學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容: 3-1 H2+的結(jié)構(gòu)和共價(jià)鍵的本質(zhì) 3-2 分子軌道理論 3-3雙原子分子的結(jié)構(gòu) 考核要求:
理解:Born-ppnheimer近似的物理意義;線性變分法對(duì)雙原子分子的應(yīng)用。
掌握:分子軌道理論處理H2+分子的基本假設(shè)(變分函數(shù)的構(gòu)成)和主要結(jié)論(Haa,Hbb,Sab的物理意義,體系能量曲線,電子云分布);分子軌道理論的基本要點(diǎn)(單電子近似,LCAO-MO方法,成鍵三原則);分子軌道的類型,符號(hào)能級(jí)次序及電子的排布規(guī)則;分子軌道理論處理雙原子分子結(jié)構(gòu)的一般過程和重要結(jié)論;能正確給出分子鍵級(jí)、磁性等;學(xué)會(huì)利用分子光譜光和電子能譜的信息判斷分子結(jié)構(gòu)及成鍵性質(zhì)。
第四章 分子的對(duì)稱性
教學(xué)要點(diǎn): 要確定分子的點(diǎn)群,首先必須知道分子的空間結(jié)構(gòu),再根據(jù)空間結(jié)構(gòu)找出分子全部獨(dú)立的對(duì)稱元素。對(duì)于較復(fù)雜的分子,根據(jù)空間結(jié)構(gòu)確定對(duì)稱元素,要憑空間想象來進(jìn)行,具有一定的困難,往往是獨(dú)立的對(duì)稱元素找不完全。為了克服學(xué)習(xí)中的困難,學(xué)習(xí)過程中應(yīng)當(dāng)借助分子結(jié)構(gòu)模型來確定對(duì)稱元素,注意掌握各類點(diǎn)群對(duì)稱元素的特點(diǎn)。
教學(xué)時(shí)數(shù): 課堂講授4學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容: 4-1 對(duì)稱操作和對(duì)稱元素 4-2 對(duì)稱操作群與對(duì)稱元素的組合 4-3 分子的點(diǎn)群
4-4 分子對(duì)稱性與偶極矩和旋光性的關(guān)系 考核要求:
理解:對(duì)稱操作的組合規(guī)則和對(duì)易規(guī)則,熟悉群的基本概念;分子對(duì)稱性和分子物理性質(zhì)之間的關(guān)系(偶極距,旋光性)。
掌握:對(duì)稱元素和對(duì)稱操作的基本概念(恒等,旋轉(zhuǎn),反映,象轉(zhuǎn),反演);分子點(diǎn)群的分類方法。
第五章 多原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
教學(xué)要點(diǎn): 多原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與雙原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)兩章之間有較緊密的聯(lián)系,學(xué)習(xí)本章必須對(duì)第三章中線性變分原理和分子軌道理論的基本要點(diǎn)有完整的理解,在此基礎(chǔ)上就容易深入領(lǐng)會(huì)HMO法的基本假定和處理方法,掌握共軛分子體系的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。教學(xué)時(shí)數(shù): 課堂講授10學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容: 5-1簡(jiǎn)單分子軌道理論 5-2 價(jià)鍵理論簡(jiǎn)介 5-3 雜化軌道理論 5-4離域分子軌道理論 5-5配位場(chǎng)理論
5-6 分子軌道的對(duì)稱性及反應(yīng)機(jī)理 考核要求:
理解:雜化軌道波函數(shù)的構(gòu)造方法,Huckle處理共扼有機(jī)分子時(shí)引進(jìn)的假設(shè)等
掌握:雜化軌道理論的基本要點(diǎn),以及等性和不等性雜化軌道的計(jì)算方法;Huckle分子軌道理論的基本要點(diǎn)及對(duì)共扼有機(jī)分子和簡(jiǎn)單無機(jī)分子的處理方法;大P 鍵的概念,類型及形成條件;用Huckle分子軌道理論計(jì)算分子圖的方法和分子圖中各數(shù)據(jù)的物理意義。
第六 章 晶體結(jié)構(gòu)
基本要求:
掌握晶體結(jié)構(gòu)的點(diǎn)陣?yán)碚摵途w對(duì)稱性的知識(shí),了解X射線衍射法的原理及應(yīng)用。掌握解金屬晶體,離子晶體,共價(jià)晶體,分子型晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),掌握常見而重要的若干晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。教學(xué)要點(diǎn):
1.晶體結(jié)構(gòu)的周期性和點(diǎn)陣。2.晶體的對(duì)稱元素和對(duì)稱操作。3.晶胞的定義。4.7個(gè)晶系。5.晶體學(xué)點(diǎn)群。
6.點(diǎn)陣點(diǎn)指標(biāo)、晶棱指標(biāo)、晶面指標(biāo)。教學(xué)時(shí)數(shù): 課堂講授10學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容與考核要求: 6-1晶體結(jié)構(gòu)的周期性 6-2 晶體的宏觀對(duì)稱性 6-3 晶體的定向和晶面符號(hào) 6-4晶體的微觀對(duì)稱性 6-5 晶體的230個(gè)空間群 6-6 離子晶體
6-7共價(jià)晶體、分子晶體、和混合鍵型晶體 6-8 共價(jià)半徑、原子半徑、離子半徑
第七章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方法簡(jiǎn)介
教學(xué)要點(diǎn): 了解測(cè)定分子和晶體結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方法。著重了解分子光譜、X射線衍射等方法所依據(jù)的基本原理,以及這些方法在測(cè)定結(jié)構(gòu)中的作用和應(yīng)用范圍,為了解與掌握現(xiàn)代化學(xué)中的重要實(shí)驗(yàn)方法打下初步的基礎(chǔ)。
教學(xué)時(shí)數(shù): 課堂講授4學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容: 7-1 X射線衍射分析 7-2 分子光譜 考核要求:
理解:分子光譜、X射線衍射等方法所依據(jù)的基本原理。掌握:一些簡(jiǎn)單光譜實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用。
三、教學(xué)時(shí)數(shù)分配
本課程總學(xué)時(shí)為54學(xué)時(shí)
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課程內(nèi)容..................................................學(xué)時(shí)
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緒論...........................................................1 第 一 章 量子力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)......................................8 第 二 章 原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)......................................10 第 三 章 雙原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)................................8 第 四 章 分子的對(duì)稱性..........................................4 第 五 章 多原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)................................10 第 六 章 晶體結(jié)構(gòu).............................................10 第 七 章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方法.....................................3 ——————————————————————————————————————
四、教學(xué)方式
采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的方式;以課堂講授為主,并配合模型實(shí)習(xí)、課堂討論等形式。講授過程中插入練習(xí)或思考題、使學(xué)生不會(huì)因信息量太大而難于接受。在課堂講授、作業(yè)、習(xí)題課、輔導(dǎo)答疑、考試等教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),把最新的科研成果納入教學(xué)內(nèi)容之中;著力改革教學(xué)方法,既教學(xué)生知識(shí)又教學(xué)生獲取知識(shí)的方法,培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生科學(xué)的思維方法,提高學(xué)生的科學(xué)思維能力,幫助和啟發(fā)學(xué)生勤奮學(xué)習(xí),刻苦鍛煉,提高分析問題和解決問題的能力。
五、考核方式
期末閉卷考試
參考書目:
1.周公度,段連運(yùn)《結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)》(第四版),北京大學(xué)出版社2008 2.林夢(mèng)海等編,《結(jié)構(gòu)化學(xué)》(第二版),北京: 科學(xué)出版社,2008 3.李炳瑞編著,《結(jié)構(gòu)化學(xué)》,北京:.高等教育出版社,2004 4.李奇等主編《結(jié)構(gòu)化學(xué)》),北京師范大學(xué)出版社2008
5.東北師范大學(xué)等編,《結(jié)構(gòu)化學(xué)》,北京: 高等教育出版社,2003 6.潘道愷 等《物質(zhì)結(jié)構(gòu)》(第二版),高等教育出版社1989 7.唐作華《基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)化學(xué)》,四川大學(xué)出版社1994 8.郭用猷《結(jié)構(gòu)化學(xué)》,山東大學(xué)出版社1998 9.江元生《結(jié)構(gòu)化學(xué)》,高等教育出版社1997 12.徐光憲《物質(zhì)結(jié)構(gòu)》(第二版),高等教育出版社1987 13.范康年,鄧景發(fā)《物理化學(xué)》(第2版),高等教育出版社2005年 14.范康年《物理化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》,復(fù)旦大學(xué)出版社1996 15.周公度《結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)基礎(chǔ)題解析》(第三版),北京大學(xué)出版社2002
第三篇:《結(jié)構(gòu)化學(xué)》教學(xué)大綱
《結(jié)構(gòu)化學(xué)》教學(xué)大綱
課程中文名稱:結(jié)構(gòu)化學(xué)
課程英文名稱: STRUCTURE CHEMISTRY
總學(xué)時(shí): 60 講課學(xué)時(shí): 60習(xí)題課學(xué)時(shí):0 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí):0 上機(jī)學(xué)時(shí): 0 授課對(duì)象: 理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系應(yīng)用化學(xué)專業(yè)、材料化學(xué)專業(yè)本科生 先修課程:高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、物理化學(xué)
一、課程教學(xué)目的
結(jié)構(gòu)化學(xué)是研究原子、分子和晶體結(jié)構(gòu),以及結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的一門基礎(chǔ)科學(xué),是在物理化學(xué)解決反應(yīng)方向、限度和速率問題的基礎(chǔ)上,解決反應(yīng)本質(zhì)問題的科學(xué),是培養(yǎng)跨世紀(jì)化學(xué)、化工、生命科學(xué)高素質(zhì)專門人才知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力的重要組成部分。本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生樹立“結(jié)構(gòu)化學(xué)”的觀點(diǎn),了解結(jié)構(gòu)化學(xué)研究和解決問題的方法,并掌握結(jié)構(gòu)化學(xué)的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí),從而為以后的學(xué)習(xí)和工作打下必要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
二、教學(xué)內(nèi)容及基本要求 第0章 緒論(2學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:結(jié)構(gòu)化學(xué)的研究對(duì)象;學(xué)習(xí)目的;學(xué)習(xí)內(nèi)容;學(xué)習(xí)方法;課程安排及要求;主要參考書。
教學(xué)要求:了解結(jié)構(gòu)化學(xué)的研究對(duì)象和具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容,明確結(jié)構(gòu)化學(xué)在了解反應(yīng)本質(zhì),發(fā)現(xiàn)、合成和提取符合人類一定需要的新物質(zhì),以及推動(dòng)化學(xué)學(xué)科發(fā)展等多方面的作用。并注重理論聯(lián)系實(shí)際,擺脫宏觀現(xiàn)象和傳統(tǒng)觀念的束縛,學(xué)會(huì)抽象思維和數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用。第1章 量子力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)(4學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:微觀粒子的波粒二象性及其特點(diǎn);測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系及其應(yīng)用;量子力學(xué)基本假設(shè)(波函數(shù)與幾率,力學(xué)量與算符,薛定諤方程,態(tài)疊加原理,電子自旋);波函數(shù)的合格條件;量子力學(xué)處理問題的一般步驟;一維勢(shì)箱中粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述及其具體的處理方法。
教學(xué)要求:了解微粒子(主要是電子)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),用波函數(shù)描述電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因及波函數(shù)的物理意義。掌握能量算符的寫法,理解波函數(shù)的合格條件,熟練掌握用量子力學(xué)處理一維勢(shì)箱粒子的方法,并熟記其結(jié)論。
第2章 原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(16學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:類氫離子體系的薛定諤方程及其簡(jiǎn)單求解(坐標(biāo)變換,分離變量,?方程求解),波函數(shù)有關(guān)圖形;角動(dòng)量及量子數(shù)的物理含義;多電子原子結(jié)構(gòu);屏蔽效應(yīng)與鉆穿效應(yīng),基態(tài)原子核外電子排布規(guī)律,原子光譜項(xiàng)。
教學(xué)要求:理解薛定諤方程求解的基本思路,掌握歸一化處理方法,了解復(fù)函數(shù)與實(shí)函數(shù)解的關(guān)系,明確四個(gè)量子數(shù)的來歷、合理組合及物理含義,熟悉波函數(shù)角度分布圖、電子云角度分布圖、電子云圖、徑向向布函數(shù)圖等圖形的畫法和所能說明的問題。了解多電子原子薛定諤方程各項(xiàng)的含義;多電子波函數(shù)與單電子波函數(shù)的不同;屏蔽效應(yīng),鉆導(dǎo)效應(yīng)及其結(jié)果;原子光譜項(xiàng)的意義及表示方法。掌握多電子原子核外電子的排布規(guī)律以及原子結(jié)構(gòu)與周期系的關(guān)系。第3章 分子軌道理論(12學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:氫分子離子的薛定諤方程及其線性變分法處理;分子軌道理論基本要求;分子軌道的類型、符號(hào)和能級(jí)順序;雙原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。休克爾分子軌道理論,電荷密度、鍵級(jí)、自由價(jià)、分子圖及反應(yīng)活性;離域?鍵的形成條件;原子軌道對(duì)稱守恒原理。
教學(xué)要求:掌握氫分子離子的線性變分法處理。了解分子軌道理論的基本要求,了解軌道類型、符號(hào)和能級(jí)順序,學(xué)會(huì)用休分子軌道法處理離域?鍵,并掌握求算電荷密度、自由價(jià)、鍵級(jí)的方法及分子圖表示和分子圖的應(yīng)用。了解分子軌道對(duì)稱守恒原理的基本要點(diǎn)以及對(duì)反應(yīng)機(jī)理的說明。
第4章 價(jià)鍵理論(2學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:價(jià)鍵理論基本要點(diǎn)以及對(duì)簡(jiǎn)單分子的應(yīng)用;雜化軌道理論;價(jià)電子對(duì)互斥理論。
教學(xué)要求:理解價(jià)鍵理論的基本要點(diǎn),掌握用價(jià)鍵理論處理簡(jiǎn)單分子的方法。理解雜化軌道理論的基本思想,了解Sp3、Sp2、Sp雜化軌道的組成、空間取向以及成鍵能力的大小,學(xué)會(huì)判斷等性雜化和不等性雜化,并掌握用價(jià)電子對(duì)互斥理論判斷一般分子幾何構(gòu)型的方法。第5章 配合物的化學(xué)鍵理論(4學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:配合物的價(jià)鏈理論;晶體場(chǎng)理論(中心離子d軌道的分裂,配合物的紫外可見光譜;中心離子d離子的排布;晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能;姜-泰勒效應(yīng))。
教學(xué)要求:理解配合物價(jià)鍵理論,掌握晶體場(chǎng)理論,能夠判斷在不同晶體場(chǎng)中d軌道的分裂情況和d電子的排布情況,并學(xué)會(huì)計(jì)算晶體場(chǎng)穩(wěn)定比能的方法。
第6章
分子對(duì)稱性與群(16學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:群的定義;同構(gòu)與同態(tài);共軛元素和類;對(duì)稱操作群;群的表示;群論在分子軌道理論和雜化軌道理論中的應(yīng)用
教學(xué)要求:掌握對(duì)稱操作群的定義、分類,會(huì)判斷分子所屬點(diǎn)群;了解群的表示;學(xué)會(huì)群論在分子軌道理論和雜化軌道理論中的應(yīng)用 第7章
晶體結(jié)構(gòu)(4學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:空間點(diǎn)陣與晶體;晶胞中的微粒;晶棱和晶面指標(biāo);晶體的宏觀對(duì)稱性;晶體學(xué)點(diǎn)群;晶體的微觀對(duì)稱性;實(shí)際晶體的缺陷。教學(xué)要求:了解直線、平面和空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),晶體中微粒的分?jǐn)?shù)坐標(biāo),晶體的宏觀對(duì)稱操作,三大晶族,七大品系,32個(gè)點(diǎn)群,230個(gè)空間群。掌握布拉格方程應(yīng)用。
三、考試權(quán)重
平時(shí)成績(jī):5-10%;期中考試:5-10%;期末筆試:80-90%
第四篇:哈爾濱工業(yè)大學(xué):結(jié)構(gòu)化學(xué) 教學(xué)大綱
40學(xué)時(shí)《結(jié)構(gòu)化學(xué)》課程教學(xué)大綱
課程中文名稱: 結(jié)構(gòu)化學(xué)
課程英文名稱::STRUCTURE CHEMISTRY
總學(xué)時(shí): 40 講課學(xué)時(shí):40習(xí)題課學(xué)時(shí): 0 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí):0 上機(jī)學(xué)時(shí): 0 授課對(duì)象:應(yīng)用化學(xué)系應(yīng)化學(xué)工程與工藝等專業(yè)大三本科生 先修課程:高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、物理化學(xué)
一、課程教學(xué)目的
結(jié)構(gòu)化學(xué)是研究原子、分子和晶體結(jié)構(gòu),以及結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的一門基礎(chǔ)科學(xué),是在物理化學(xué)解決反應(yīng)方向、限度和速率問題的基礎(chǔ)上,解決反應(yīng)本質(zhì)問題的科學(xué),是培養(yǎng)新世紀(jì)化學(xué)、化工、生命科學(xué)高素質(zhì)專門人才知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力的重要組成部分。本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生在樹立“結(jié)構(gòu)化學(xué)”的觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上,了解結(jié)構(gòu)化學(xué)研究和解決問題的方法,并掌握結(jié)構(gòu)化學(xué)的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí),為以后的學(xué)習(xí)和工作打下必要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
二、教學(xué)內(nèi)容及基本要求 第一章 緒論(2學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:結(jié)構(gòu)化學(xué)的研究對(duì)象;學(xué)習(xí)目的;學(xué)習(xí)內(nèi)容;學(xué)習(xí)方法;課程安排及要求;主要參考書。
教學(xué)要求:了解結(jié)構(gòu)化學(xué)的研究對(duì)象和具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容,明確結(jié)構(gòu)化學(xué)在了解反應(yīng)本質(zhì),發(fā)現(xiàn)、合成和提取符合人類一定需要的新物質(zhì),以及推動(dòng)化學(xué)學(xué)科發(fā)展等多方面的作用。并注重理論聯(lián)系實(shí)際,擺脫宏觀現(xiàn)象和傳統(tǒng)觀念的束縛,學(xué)會(huì)抽象思維的方法和數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用。
第二章 量子力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)(6學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:微觀粒子的波粒二象性及其特點(diǎn);測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系及其應(yīng)用;量子力學(xué)基本假設(shè)(波函數(shù)與幾率,力學(xué)量與算符,薛定諤方程,態(tài)疊加原理,電子自旋);波函數(shù)的合格條件;量子力學(xué)處理問題的一般步驟;一維勢(shì)箱中粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述及其具體的處理方法。
教學(xué)要求:了解微粒子(主要是電子)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),用波函數(shù)描述電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因及波函數(shù)的物理意義。掌握能量算符的寫法,理解波函數(shù)的合格條件,熟練掌握用量子力學(xué)處理一維勢(shì)箱粒子的方法,并熟記其結(jié)論。第三章 原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(14學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:類氫離子體系薛定諤方程的求解(坐標(biāo)變換,分離變量,?方程求解),波函數(shù)有關(guān)圖形;角動(dòng)量及量子數(shù)的物理意義;多電子原子結(jié)構(gòu);屏蔽效應(yīng)與鉆穿效應(yīng),基態(tài)原子核外電子排布規(guī)律,原子光譜項(xiàng)。
教學(xué)要求:理解薛定諤方程求解的基本思路,掌握歸一化處理方法,了解復(fù)函數(shù)解與實(shí)函數(shù)解的關(guān)系,明確四個(gè)量子數(shù)的來歷、合理組合及物理含義,熟悉波函數(shù)角度分布圖、電子云角度分布圖、電子云圖、徑向向布函數(shù)圖等圖形的畫法和所能說明的問題。了解多電子原子薛定諤方程各項(xiàng)的含義;多電子波函數(shù)與單電子波函數(shù)的不同;屏蔽效應(yīng)、鉆導(dǎo)效應(yīng)及其所致結(jié)果;原子光譜項(xiàng)的意義及表示方法。掌握多電子原子核外電子的排布規(guī)律以及原子結(jié)構(gòu)與周期系的關(guān)系。
第四章 分子軌道理論(10學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:氫分子離子的薛定諤方程及其線性變分法處理;分子軌道理論基本要點(diǎn);分子軌道的類型、符號(hào)和能級(jí)順序;雙原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。休克爾分子軌道理論,電荷密度、鍵級(jí)、自由價(jià)、分子圖及共軛分子的反應(yīng)活性;離域?鍵的形成條件;原子軌道對(duì)稱守恒原理。
教學(xué)要求:掌握氫分子離子的線性變分法處理。了解分子軌道理論的基本要點(diǎn),了解軌道類型、符號(hào)和能級(jí)順序,學(xué)會(huì)用休克爾分子軌道法處理離域?鍵,并掌握求算電荷密度、自由價(jià)、鍵級(jí)的方法及分子圖表示與應(yīng)用。了解分子軌道對(duì)稱守恒原理的基本要點(diǎn)以及對(duì)反應(yīng)機(jī)理的說明。
第五章 價(jià)鍵理論(4學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:價(jià)鍵理論基本要點(diǎn)以及對(duì)簡(jiǎn)單分子的應(yīng)用;雜化軌道理論;價(jià)電子對(duì)互斥理論。
教學(xué)要求:理解價(jià)鍵理論的基本要點(diǎn),掌握用價(jià)鍵理論處理簡(jiǎn)單分子的方法。理解雜化軌道理論的基本思想,了解Sp、Sp、Sp雜化軌道的組成、空間取向以及成鍵能力的大小,學(xué)會(huì)判斷等性雜化和不等性雜化,并掌握用價(jià)電子對(duì)互斥理論判斷一般分子幾何構(gòu)型的方法。
第六章 配合物的化學(xué)鍵理論(4學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:配合物的價(jià)鍵理論;晶體場(chǎng)理論(中心離子d軌道的分裂,配合物的紫外可見光譜;中心離子d電子的排布;晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能;姜-泰勒效應(yīng))。
教學(xué)要求:理解配合物價(jià)鍵理論,掌握晶體場(chǎng)理論,能夠判斷在不同晶體場(chǎng)中d軌道的分裂情況和d電子的排布情況,并學(xué)會(huì)計(jì)算晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能的方法。
60學(xué)時(shí)《結(jié)構(gòu)化學(xué)》教學(xué)大綱
課程中文名稱:結(jié)構(gòu)化學(xué)
課程英文名稱: STRUCTURE CHEMISTRY 總學(xué)時(shí): 60 講課學(xué)時(shí):60 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí):0 上機(jī)學(xué)時(shí): 0 授課對(duì)象: 理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系應(yīng)用化學(xué)專業(yè)、材料化學(xué)專業(yè)本科生 先修課程:高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、物理化學(xué)
一、課程教學(xué)目的
結(jié)構(gòu)化學(xué)是研究原子、分子和晶體結(jié)構(gòu),以及結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的一門基礎(chǔ)科學(xué),是在物理化學(xué)解決反應(yīng)方向、限度和速率問題的基礎(chǔ)上,解決反應(yīng)本質(zhì)問題的科學(xué),是培養(yǎng)跨世紀(jì)化學(xué)、化工、生命科學(xué)高素質(zhì)專門人才知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力的重要組成部分。本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生樹立“結(jié)構(gòu)化學(xué)”的觀點(diǎn),了解結(jié)構(gòu)化學(xué)研究和解決問題的方法,并掌握結(jié)構(gòu)化學(xué)的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí),從而為以后的學(xué)習(xí)和工作打下必要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
二、教學(xué)內(nèi)容及基本要求 第一章 緒論(2學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:結(jié)構(gòu)化學(xué)的研究對(duì)象;學(xué)習(xí)目的;學(xué)習(xí)內(nèi)容;學(xué)習(xí)方法;課程安排及要求;主要參考書。
教學(xué)要求:了解結(jié)構(gòu)化學(xué)的研究對(duì)象和具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容,明確結(jié)構(gòu)化學(xué)在了解反應(yīng)本質(zhì),發(fā)現(xiàn)、合成和提取符合人類一定需要的新物質(zhì),以及推動(dòng)化學(xué)學(xué)科發(fā)展等多方面的作用。并注重理論聯(lián)系實(shí)際,擺脫宏觀現(xiàn)象和傳統(tǒng)觀念的束縛,學(xué)會(huì)抽象思維和數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用。第二章 量子力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)(8學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:微觀粒子的波粒二象性及其特點(diǎn);測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系及其應(yīng)用;量子力學(xué)基本假設(shè)(波函數(shù)與幾率,力學(xué)量與算符,薛定諤方程,態(tài)疊加原理,電子自旋);波函數(shù)的合格條件;量子力學(xué)處理問題的一般步驟;一維勢(shì)箱中粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述及其具體的處理方法。
教學(xué)要求:了解微粒子(主要是電子)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),用波函數(shù)描述電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因及波函數(shù)的物理意義。掌握能量算符的寫法,理解波函數(shù)的合格條件,熟練掌握用量子力學(xué)處理一維勢(shì)箱粒子的方法,并熟記其結(jié)論。第三章 原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(14學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:類氫離子體系的薛定諤方程及其簡(jiǎn)單求解(坐標(biāo)變換,分離變量,?方程求解),波函數(shù)有關(guān)圖形;角動(dòng)量及量子數(shù)的物理含義;多電子原子結(jié)構(gòu);屏蔽效應(yīng)與鉆穿效應(yīng),基態(tài)原子核外電子排布規(guī)律,原子光譜項(xiàng)。
教學(xué)要求:理解薛定諤方程求解的基本思路,掌握歸一化處理方法,了解復(fù)函數(shù)與實(shí)函數(shù)解的關(guān)系,明確四個(gè)量子數(shù)的來歷、合理組合及物理含義,熟悉波函數(shù)角度分布圖、電子云角度分布圖、電子云圖、徑向向布函數(shù)圖等圖形的畫法和所能說明的問題。了解多電子原子薛定諤方程各項(xiàng)的含義;多電子波函數(shù)與單電子波函數(shù)的不同;屏蔽效應(yīng),鉆導(dǎo)效應(yīng)及其結(jié)果;原子光譜項(xiàng)的意義及表示方法。掌握多電子原子核外電子的排布規(guī)律以及原子結(jié)構(gòu)與周期系的關(guān)系。
第四章 分子軌道理論(12學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:氫分子離子的薛定諤方程及其線性變分法處理;分子軌道理論基本要求;分子軌道的類型、符號(hào)和能級(jí)順序;雙原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。休克爾分子軌道理論,電荷密度、鍵級(jí)、自由價(jià)、分子圖及反應(yīng)活性;離域?鍵的形成條件;原子軌道對(duì)稱守恒原理。
32教學(xué)要求:掌握氫分子離子的線性變分法處理。了解分子軌道理論的基本要求,了解軌道類型、符號(hào)和能級(jí)順序,學(xué)會(huì)用休分子軌道法處理離域?鍵,并掌握求算電荷密度、自由價(jià)、鍵級(jí)的方法及分子圖表示和分子圖的應(yīng)用。了解分子軌道對(duì)稱守恒原理的基本要點(diǎn)以及對(duì)反應(yīng)機(jī)理的說明。
第五章 價(jià)鍵理論(4學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:價(jià)鍵理論基本要點(diǎn)以及對(duì)簡(jiǎn)單分子的應(yīng)用;雜化軌道理論;價(jià)電子對(duì)互斥理論。
教學(xué)要求:理解價(jià)鍵理論的基本要點(diǎn),掌握用價(jià)鍵理論處理簡(jiǎn)單分子的方法。理解雜化
32軌道理論的基本思想,了解Sp、Sp、Sp雜化軌道的組成、空間取向以及成鍵能力的大小,學(xué)會(huì)判斷等性雜化和不等性雜化,并掌握用價(jià)電子對(duì)互斥理論判斷一般分子幾何構(gòu)型的方法。
第六章 配合物的化學(xué)鍵理論(4學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:配合物的價(jià)鏈理論;晶體場(chǎng)理論(中心離子d軌道的分裂,配合物的紫外可見光譜;中心離子d離子的排布;晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能;姜-泰勒效應(yīng))。
教學(xué)要求:理解配合物價(jià)鍵理論,掌握晶體場(chǎng)理論,能夠判斷在不同晶體場(chǎng)中d軌道的分裂情況和d電子的排布情況,并學(xué)會(huì)計(jì)算晶體場(chǎng)穩(wěn)定比能的方法。第七章 晶體結(jié)構(gòu)(8學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:空間點(diǎn)陣與晶體;晶胞中的微粒;晶棱和晶面指標(biāo);晶體的宏觀對(duì)稱性;晶體學(xué)點(diǎn)群;晶體的微觀對(duì)稱性;實(shí)際晶體的缺陷。
教學(xué)要求:了解直線、平面和空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),晶體中微粒的分?jǐn)?shù)坐標(biāo),晶體的宏觀對(duì)稱操作,三大晶族,七大品系,32個(gè)點(diǎn)群,230個(gè)空間群。掌握布拉粒格方程應(yīng)用。第八章 結(jié)構(gòu)分析方法(8學(xué)時(shí))
教學(xué)內(nèi)容:X-射線衍射法;電子吸收譜,質(zhì)譜,拉曼光譜。教學(xué)要求:掌握分析原理和具體分析方法。
第五篇:《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》教學(xué)大綱
大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)
(學(xué)分5,學(xué)時(shí)75)
一、課程的性質(zhì)和任務(wù)
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程是土木工程專業(yè)的專業(yè)類大課,內(nèi)容分為“基本構(gòu)件”和“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”兩部分。其中,“基本構(gòu)件”部分包括材料性能、設(shè)計(jì)方法、各類構(gòu)件(包括彎、剪、壓、拉、扭構(gòu)件)的受力性能、承載力計(jì)算和配筋構(gòu)造,是學(xué)習(xí)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),它在性質(zhì)上屬于專業(yè)課;“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”部分包括單層工業(yè)廠房、多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋,梁板結(jié)構(gòu)以及砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法、構(gòu)造要求及施工圖繪制,是實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)類課程。2008年教材第四次改版后,對(duì)課程部分內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整之后,學(xué)習(xí)內(nèi)容更加系統(tǒng)合理化。
本課程的主要任務(wù)是對(duì)“基本構(gòu)件”部分內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念、基本理論和基本計(jì)算方法,從而初步具有:
1.進(jìn)行一般工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的能力;
2.分析、處理施工過程中及使用中出現(xiàn)的一般性結(jié)構(gòu)問題的能力; 3.為今后的繼續(xù)學(xué)習(xí)、工作打下理論基礎(chǔ)。
二、課程內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配
基本內(nèi)容:鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法;受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算;受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算;受壓構(gòu)件截面承載力計(jì)算;受拉構(gòu)件承載力計(jì)算;受扭構(gòu)件承載力計(jì)算;鋼筋混凝土構(gòu)件的變形和裂縫計(jì)算;預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。
說明:對(duì)本門課程學(xué)習(xí)要點(diǎn)的掌握程度由高到低設(shè)置為:“掌握”、“理解”、“了解”。需要“掌握”的內(nèi)容多為基本概念、基本理論等,課程的重點(diǎn)也多出于此。
第1章 緒論 3學(xué)時(shí)
第一節(jié)、混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 第二節(jié)、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況 第三節(jié)、學(xué)習(xí)本課程要注意的問題 基本要求:
一、理解鋼筋混凝土協(xié)同工作的原因
二、了解混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)、混凝土結(jié)構(gòu)的分類及課程特點(diǎn)
三、了解課程的內(nèi)容、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法,以及混凝土結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用和發(fā)展情況
重點(diǎn)掌握內(nèi)容:
1.重點(diǎn):配筋的主要作用及對(duì)配筋的基本要求,本課程的主要內(nèi)容、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法。
2.難點(diǎn):配筋的主要作用及對(duì)配筋的基本要求,本課程的主要內(nèi)容、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法。
第2章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能 4學(xué)時(shí)
第一節(jié)、混凝土的物理力學(xué)性能 第二節(jié)、鋼筋的物理力學(xué)性能 第三節(jié)、混凝土與鋼筋的粘結(jié) 基本要求:
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一、了解鋼筋和混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)及規(guī)范取值
二、了解混凝土的變形指標(biāo)、鋼筋的強(qiáng)度與變形
三、理解解鋼筋與混凝土粘結(jié)原理 重點(diǎn)掌握內(nèi)容:
1.重點(diǎn):鋼筋的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系曲線的特點(diǎn)和數(shù)學(xué)模型,分清雙直線模型、三折線模型和雙斜線模型所代表的鋼筋類型,混凝土在一次短期加載時(shí)的變形性能,混凝土處于三向受壓的變形特點(diǎn),混凝土在重復(fù)荷載作用下的變形性能,混凝土的彈性模量、徐變和收縮性能,鋼筋和混凝土的粘結(jié)性能。
2.難點(diǎn):鋼筋的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系曲線的特點(diǎn)和數(shù)學(xué)模型,分清雙直線模型、三折線模型和雙斜線模型所代表的鋼筋類型,混凝土在一次短期加載時(shí)的變形性能,混凝土的彈性模量、徐變和收縮性能。
第3章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法 8學(xué)時(shí)
第一節(jié)、極限狀態(tài)
第二節(jié)、按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法 第三節(jié)、實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式 基本要求:
一、理解結(jié)構(gòu)的功能要求、極限狀態(tài)、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力、荷載及材料強(qiáng)度的取值,可靠度及目標(biāo)可靠指標(biāo)等基本概念
二、掌握荷載分項(xiàng)系數(shù)、可變荷載組合系數(shù)、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)、混凝土和鋼材的材料分項(xiàng)系數(shù)的取值
三、掌握承載能力和正常使用極限狀態(tài)的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式 重點(diǎn)掌握內(nèi)容:
1.重點(diǎn):結(jié)構(gòu)的可靠度和可靠指標(biāo),承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式,荷載和材料的分項(xiàng)系數(shù),荷載和材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。
2.難點(diǎn):結(jié)構(gòu)的可靠度和可靠指標(biāo),承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式,荷載和材料的分項(xiàng)系數(shù),荷載和材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。
第4章 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 10學(xué)時(shí)
第一節(jié)、梁、板的一般構(gòu)造
第二節(jié)、受彎構(gòu)件正截面受彎的受力全過程 第三節(jié)、正截面受彎承載力計(jì)算原理
第四節(jié)、單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算 第五節(jié)、雙筋矩形截面受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力計(jì)算 第六節(jié)、T形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算 基本要求:
一、了解梁、板的一般構(gòu)造,構(gòu)件的截面形狀及尺寸
二、深刻理解受彎構(gòu)件在荷載下各階段的應(yīng)力—應(yīng)變分布,破壞特征及配筋率的影響
三、掌握受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算原理
四、掌握單筋矩形截面受彎構(gòu)件承載力計(jì)算
五、掌握雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算
六、掌握T形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算
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重點(diǎn)掌握內(nèi)容:
1.重點(diǎn):適筋梁正截面受彎的三個(gè)受力階段,配筋率對(duì)梁正截面受彎破壞形態(tài)的影響以及正截面受彎承載力計(jì)算的截面內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖,單筋矩形、雙筋矩形和T形截面受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力計(jì)算方法,包括截面設(shè)計(jì)與復(fù)核的方法及適用條件的驗(yàn)算。
2.難點(diǎn):適筋梁正截面受彎的三個(gè)受力階段,配筋率對(duì)梁正截面受彎破壞形態(tài)的影響以及正截面受彎承載力計(jì)算的截面內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖。
第5章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 10學(xué)時(shí)
第一節(jié)、概述
第二節(jié)、斜裂縫、剪跨比及斜截面受剪破壞形態(tài) 第三節(jié)、簡(jiǎn)支梁斜截面受剪機(jī)理 第四節(jié)、斜截面受剪承載力計(jì)算公式 第五節(jié)、斜截面受剪承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算 第六節(jié)、保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施 第七節(jié)、梁、板內(nèi)鋼筋的其他構(gòu)造要求 基本要求:
一、了解斜裂縫的出現(xiàn)及其類別
二、掌握剪跨比的概念
三、理解斜裂縫受剪破壞的三種主要形態(tài)
四、了解鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁受剪破壞的機(jī)理
五、了解影響斜截面受剪承載力的主要因素
六、熟練掌握斜截面受剪承載力的計(jì)算方法及適用條件的驗(yàn)算
七、掌握正截面受彎承載力圖的繪制方法、熟悉縱向鋼筋的彎起、錨固、截?cái)嗉肮拷铋g距的主要構(gòu)造要求,并能在設(shè)計(jì)中加以應(yīng)用
重點(diǎn)掌握內(nèi)容:
1.重點(diǎn):剪跨比的概念,斜截面受剪破壞的三種主要形態(tài),影響斜截面受剪承載力的主要因素,斜截面受剪承載力的計(jì)算方法及適用條件的驗(yàn)算,正截面受彎承載力圖的繪制方法,縱向鋼筋的彎起、錨固、截?cái)嗉肮拷铋g距的主要構(gòu)造要求,并能在設(shè)計(jì)中加以應(yīng)用。
2.難點(diǎn):正截面受彎承載力圖的繪制方法,縱向鋼筋的彎起、錨固、截?cái)嗉肮拷铋g距的主要構(gòu)造要求,并能在設(shè)計(jì)中加以應(yīng)用。
第6章 受壓構(gòu)件的截面承載力 10學(xué)時(shí)
第一節(jié)、受壓構(gòu)件一般構(gòu)造要求
第二節(jié)、軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力 第三節(jié)、偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài) 第四節(jié)、偏心受壓長(zhǎng)柱的二階彎矩
第五節(jié)、矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力基本計(jì)算公式
第六節(jié)、不對(duì)稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算方法 第七節(jié)、對(duì)稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算方法 第八節(jié)、對(duì)稱配筋I(lǐng)形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算
第九節(jié)、正截面承載力Nu?Mu的相關(guān)曲線及其應(yīng)用 第十節(jié)、雙向偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算 第十一節(jié)、偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算
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基本要求:
一、理解軸心受壓短柱和長(zhǎng)柱的受力特點(diǎn),理解螺旋筋柱的受力性能,特別是“間接配筋”的概念,掌握軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的計(jì)算方法
二、深入理解偏心受壓構(gòu)件正截面的兩種破壞形態(tài)及其判別方法
三、熟練掌握矩形截面偏心受壓構(gòu)件受壓承載力的計(jì)算方法
四、掌握受壓構(gòu)件的主要構(gòu)造要求
五、理解Nu?Mu關(guān)系曲線的意義和特點(diǎn)
六、了解雙偏心受壓構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算方法;了解偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力的計(jì)算方法
重點(diǎn)掌握內(nèi)容:
1.重點(diǎn):偏心受壓構(gòu)件正截面的兩種破壞形態(tài)及其判別方法,矩形截面偏心受壓構(gòu)件受壓承載力計(jì)算方法。
2.難點(diǎn):矩形截面偏心受壓構(gòu)件受壓承載力計(jì)算方法。第7章 受拉構(gòu)件的截面承載力 4學(xué)時(shí)
第一節(jié)、軸心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計(jì)算 第二節(jié)、偏心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計(jì)算 第三節(jié)、偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算 基本要求:
一、了解軸心受拉構(gòu)件正截面破壞特征,掌握其承載力的計(jì)算方法
二、理解偏心受拉構(gòu)件正截面破壞的兩種形態(tài)及其判別方法,掌握其正截面承載力的計(jì)算方法
三、了解偏心受拉構(gòu)件的主要構(gòu)造要求
四、了解偏心受拉構(gòu)件斜截面受剪承載力的計(jì)算方法 重點(diǎn)掌握內(nèi)容:
1.重點(diǎn):軸心受拉構(gòu)件正截面破壞特征及其承載力計(jì)算方法,偏心受拉構(gòu)件正截面破壞的兩種形態(tài)及其判別方法及其正截面承載力計(jì)算方法。
2.難點(diǎn):矩形截面偏心受拉構(gòu)件的大偏心受拉構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算。第8章 受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力 8學(xué)時(shí)
第一節(jié)、概述
第二節(jié)、純扭構(gòu)件的試驗(yàn)研究
第三節(jié)、純扭構(gòu)件的扭曲截面承載力 第四節(jié)、彎剪扭構(gòu)件的扭曲截面承載力
第五節(jié)、在軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下鋼筋混凝土矩形截面框架柱受扭承載力計(jì)算
第六節(jié)、對(duì)屬于協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件扭曲截面承載力 第七節(jié)、構(gòu)造要求 基本要求:
一、理解鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的受力特點(diǎn)及破壞形態(tài)
二、理解變角空間桁架機(jī)理
三、掌握矩形截面純扭、彎扭構(gòu)件的截面計(jì)算方法,掌握受扭構(gòu)件配筋的主要構(gòu)造要求。剪扭構(gòu)件和彎剪扭構(gòu)件中古今的計(jì)算方法。
重點(diǎn)掌握內(nèi)容:
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1.重點(diǎn):鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的受力特點(diǎn)及破壞形態(tài),變角空間桁架機(jī)理,矩形截面純扭、彎扭構(gòu)件的截面計(jì)算方法,受扭構(gòu)件配筋的主要構(gòu)造要求,剪扭構(gòu)件和彎剪扭構(gòu)件中的箍筋的計(jì)算方法。
2.難點(diǎn):變角空間桁架機(jī)理。第9章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 8學(xué)時(shí)
第一節(jié)、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算 第二節(jié)、鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算 第三節(jié)、混凝土構(gòu)件的截面延性 第四節(jié)、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 基本要求:
一、進(jìn)一步理解鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在使用階段的性能,進(jìn)行撓度與裂縫寬度驗(yàn)算的必要性,以及在荷載、材料強(qiáng)度的取值方面與進(jìn)行承載力計(jì)算時(shí)有什么不同
二、理解鋼筋混凝土構(gòu)件截面彎曲剛度的定義、基本表達(dá)式、主要影響因素以及裂縫間鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)?的物理意義
三、掌握簡(jiǎn)支梁、板的撓度驗(yàn)算方法
四、對(duì)裂縫出現(xiàn)和開展的機(jī)理、平均裂縫間距、平均裂縫寬度的計(jì)算原理以及影響裂縫寬度的主要因素等有一定的了解。
五、掌握軸心受拉構(gòu)件和受彎構(gòu)件裂縫寬度的驗(yàn)算方法
六、對(duì)混凝土構(gòu)件的截面延性和受彎構(gòu)件的截面曲率延性系數(shù)有一定的了解
七、對(duì)混凝土構(gòu)件耐久性的概念、主要影響因素、混凝土的碳化、鋼筋的銹蝕以及耐久性設(shè)計(jì)有一定的了解
重點(diǎn)掌握內(nèi)容:
1.重點(diǎn):鋼筋混凝土構(gòu)件截面彎曲剛度的定義、基本表達(dá)式、主要影響因素以及裂縫間鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)?的物理意義,簡(jiǎn)支梁、板的撓度驗(yàn)算方法,軸心受拉構(gòu)件和受彎構(gòu)件裂縫寬度的驗(yàn)算方法。
2.難點(diǎn):裂縫出現(xiàn)和開展的機(jī)理、平均裂縫間距、平均裂縫寬度的計(jì)算原理以及影響裂縫開展寬度的主要因素。
第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件 10學(xué)時(shí)
第一節(jié)、概述
第二節(jié)、預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計(jì)算 第三節(jié)、預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的計(jì)算 第四節(jié)、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求
第五節(jié)、部分預(yù)應(yīng)力混凝土與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土 第六節(jié)、平衡荷載設(shè)計(jì)法的概念 基本要求:
一、掌握預(yù)應(yīng)力混凝土的概念、設(shè)計(jì)原理及對(duì)材料性能的要求。了解預(yù)應(yīng)力混凝土施加預(yù)應(yīng)力的方法
二、掌握張拉控制應(yīng)力的定義和取值
三、熟悉預(yù)應(yīng)力損失的內(nèi)容、物理意義,掌握預(yù)應(yīng)力損失值的計(jì)算方法和預(yù)應(yīng)力損失值的組合
四、掌握先張法與后張法預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件在施工階段和使用階段
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五、掌握先張法與后張法預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件在施工階段的驗(yàn)算方法和使用階段的計(jì)算方法
六、理解后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件在施工階段的驗(yàn)算方法和使用階段的計(jì)算方法
七、了解預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求
八、了解部分預(yù)應(yīng)力混凝土與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念 重點(diǎn)掌握內(nèi)容:
1.重點(diǎn):預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念、預(yù)加應(yīng)力的方法、預(yù)應(yīng)力混凝土材料、張拉控制應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失、預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計(jì)算。
2.難點(diǎn):張拉控制應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失、預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計(jì)算、預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件。
三、課程使用的教材和主要參考書
教 材:混凝土結(jié)構(gòu)(上冊(cè))—混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,東南大學(xué),天津大學(xué),同濟(jì)大學(xué)合編,2008年11月第四版
主要參考書:
1.混凝土結(jié)構(gòu)(上冊(cè))—混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,東南大學(xué),天津大學(xué),同濟(jì)大學(xué)合編,中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005 2.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),羅向榮主編,高等教育出版社,2003 3.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),宋玉普,王清湘編著,機(jī)械工業(yè)出版社,2003 4.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(2版),沈蒲生主編,高等教育出版社,2005 5.混凝土結(jié)構(gòu)(上冊(cè)),葉列平編著,清華大學(xué)出版社,2005 與本課程有關(guān)的規(guī)范和規(guī)程主要有《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2002)、《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068—2001)、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009—2001)、《建筑抗震規(guī)范》(GB50011—2001)。
教學(xué)大綱制定者:代平