中级无机化学教学大纲 一、课程基本信息 课程名称：中级无机化学 英文名称：Medium? inorganic Chemistry 课程编码： 课程类型：专业选修课 总 学 时：32 总 学 分：3 适用专业：化学教育 先修课程：无机化学，高等数学，结构化学 开课系部：应用化学系 二、课程的性质与任务 化学类各专业本科学生在修读完普通化学，分析化学，物质结构后修读本课程。要求学生在修读本课程时能掌握近代无机化学的基本知识、基本理论；运用热力学、动力学及结构、光谱学知识掌握重要类型无机物的结构及反应性；了解、熟悉近代无机化学的某些新兴领域。 三、课程教学基本要求 绪论(Introductory) 教学内容： （1）无机化学的沿革 （2）无机化学发展的现状和未来发展的可能方向 （3）现代无机化学发展的特点 教学目的和要求 (1) 了解无机化学的发展历史； (2) 了解无机化学发展的现状和未来发展的可能方向； (3) 了解现代无机化学发展的特点 教学重点：现代无机化学发展的特点 第一章 原子、分子和元素周期性 教学内容： （1）原子结构理论概述 （2）共价键理论概述 （3）小分子的立体化学 （4）分子对称性与点群 （5）周期反常现象 教学目的与要求： （1）熟练掌握屏蔽常数，电负性的计算方法和变化规律。 （2）了解以O2和N2为代表的同核双原子分子、以CO和NO为代表的异核双原子分子、以BeH2和H2O为代表的多原子分子的分子轨道能级图的建立； （3）了解在不同键角时的分子轨道的能级能量变化 （4）掌握价电子对互斥理论的理论要点和影响分子键角大小的因素 （5）熟悉分子的对称性与偶极矩的关系 （6）了解分子的对称性与旋光性判定法则； （7）熟悉原子轨道和分子轨道的对称性； （8）第一周期第二周期元素的不规则性，第二周期元素的特殊性，第四周期非金属元素最高价态的不稳定性，惰性电子对效应，第五、六周期重过渡元素的相似性，次周期性。 教学重点：屏蔽常数，电负性；几种简单双原子分子的分子轨道能级图，多原子分子的分子轨道；价电子对互斥理论，影响分子键角大小的因素。 教学难点：价电子对互斥理论，影响分子键角大小的因素 作 业： 习题 p75 业 2，7，12， 17 第二章 酸碱和溶剂化学(Acid－Base and solvent chemistry) 教学内容： （1） 酸碱理论 （2）溶剂化学 （3）酸碱强度的量度 教学目的与要求： （1）要求掌握Lewis电子酸碱理论及HSAS规则、质子酸碱理论及其应用的知识。 （2）要求掌握各种溶剂的特点及其应用 （3）了解影响含氧酸的酸性及质子酸碱、电子酸碱强度的因素； （4）了解超酸和魔酸的理论及其应用。 教学重点：质子溶剂，水合焓，非水质子溶剂(酸性质子溶剂、碱性质子溶剂、类水两性溶剂)，非质子溶剂(van der Waals溶剂，Lewis碱溶剂，离子传递溶剂，熔盐体系)。水溶液中质子酸碱的强度，含氧酸的酸性，，电子酸碱的强度，超酸和魔酸 教学难点：Lewis电子酸碱理论及HSAS规则，质子酸碱；非水溶剂中质子酸碱的强度酸度函数H0 作 业： 习题:p107页 2,5,6,8,9 第三章：无机化合物的植被与表征 自学 第四章：无机材料化学 自学 第五章：s区元素(s－Block elements) 教学内容： （1） 自由能、化学平衡和稳定性概念 （2）离子键形成中的能量 （3）冠醚配合物 教学目的与要求： （1） 复习自由能、平衡常数的概念； （2）辨别热力学稳定性和动力学稳定性 （3）能计算离子键形成时的能量变化 （4） 能正确使用理论模型和热力学循环方法计算晶格能； （5） 熟悉晶格能在无机化学中的应用 （6） 能正确建立玻恩－哈伯热化学循环并用以计算各种热力学量 （7）掌握冠醚的命名和结构特征 （8）了解影响冠醚配合物稳定性的因素 教学重点：热力学稳定性和动力学稳定性；晶格能，玻恩－哈伯热化学循环，晶格能在无机化学中的应用；冠醚，冠醚配合物的结构，冠醚配合物的配位性能 教学难点：晶格能，玻恩－哈伯热化学循环，晶格能在无机化学中的应用 作 业： 习题:p221页 6,11 第六章：p区元素(p－Block elements) 教学内容： （1） 硼烷化学 （2）无机碳化学 （3）无机高分子 教学目的与要求： （1）掌握硼烷及其衍生物的分类，命名规则 （2）了解硼烷结构的定域键处理和分子轨道处理 （3）了解硼烷的典型反应 （4）了解无机碳化学的新进展； 了解碳单质及其衍生物的结构及其用途 （5）了解无机高分子的一般性质 （6） 了解无机高分子的结构及其用途 教学重点：硼烷，硼烷的命名，硼烷的结构分类，杂硼烷，碳硼烷，金属碳硼烷和金属硼烷；碳单质及其衍生物；无机高分子的特点，构成无机高分子物质的元素，无机高分子物质的分类、命名，无机高分子物质举例 教学难点：杂硼烷，碳硼烷，金属碳硼烷和金属硼烷 作 业： 习题:p297页 1,7,8,10 第七章:d区元素(Ⅰ)－配位化合物 （1）配位化合物的几何构型和异构现象 （2）配位化合物的成键理论 （3）过渡金属配合物的电子光谱 （4）过渡金属配合物的磁性 （5）过渡金属配合物的反应动力学和反应机理 教学目的与要求： （1）熟悉不同配位数的配位化合物的几何构型 （2）了解配位化合物的各种异构现象 （3）掌握晶体场(正八面体场，正四面体场，平面正方形场)中d轨道能级的分裂 （4）熟悉分裂能的概念和光谱化学序列 （5）了解电子成对能的概念和能对配合物高低自旋进行预测 （6）熟悉晶体场稳定化能的概念并用于对配合物的热力学性质进行讨论 （7）了解配体内部的电子光谱，配位场光谱，电荷迁移光谱的特征 （8）了解配体取代反应的机理 （9）了解八面体配合物、平面正方形配合物的配体取代反应机理 教学重点：配位化合物的几何构型，立体异构，光学异构，化学结构异构；价键理论(VB理论)，晶体场理论，配位场理论，分子轨道理论；纯自旋磁矩，轨道磁性对磁矩的贡献，旋—轨偶合对磁性的影响；配体取代反应的机理，过渡态理论，配合物的活性与惰性，八面体配合物的配体取代反应，平面正方形配合物的配体取代反应，配体的反位效应 教学难点：配位化合物的几何构型，立体异构，光学异构，化学结构异构；价键理论(VB理论)，晶体场理论，配位场理论，分子轨道理论 作 业： 习题:p390页 2,3,10,16, 19,20,26 第八章：d区元素(II)－元素化学 教学内容： （1） 过渡元素的定义及其分类 （2）d轨道的特征和过渡元素的价电子结构 （3）第一过渡系的元素的化学 （4）重过渡元素的化学 教学目的与要求： （1）了解过渡元素的定义及其分类。 （2）掌握d轨道的特征 （3）了解第一过渡系元素单质和化合物制备原理 （4）了解元素氧化态及物种的特征和分布； （5）了解第一过渡系几种典型元素的一般化学问题 （6）掌握重过渡元素的特点 （7）初步了解铂系金属配合物的性质及其应用 教学重点：过渡元素的定义，过渡元素的分类；d轨道的特征，(n－1)d与ns轨道能级，过渡元素的电子构型；单质和化合物制备，元素氧化态及物种的特征和分布，元素的化学；重过渡元素的特点，存在与制备，金属的性质和用途,主要氧化态及其简单化合物，配合物；铂系金属的特点，铂系金属的配合物，铂系金属的用途 教学难点：d轨道的特征，(n－1)d与ns轨道能级，过渡元素的电子构型；铂系金属的配合物 第九章：d区元素(Ⅲ)－有机金属化合物、簇合物 教学内容： （1）有效原子序数规则(Effective atomic number rule) （2）金属羰基化合物及类羰基化合物 （3）过渡金属不饱和链烃配合物 （4）过渡金属环多烯化合物 （5）过渡金属的簇合物 教学目的与要求： （1）熟悉有效原子序数规则及其应用 （2）初步了解二元羰基化合物的一般性质、制备和反应 （3）熟悉羰基化合物和类羰基配体(NO、N2、CN－、PR3等)化合物中的结构、成键特征 （4）初步掌握过渡金属不饱和链烃配合物的结构、成键特征 （5）正确认识金属－金属键 教学重点：有效原子序数规则及其应用；二元羰基化合物，羰基化合物和类羰基化合物中的化学键；过渡金属不饱和链烃配合物的结构、成键；茂夹心型配合物，二苯铬，环辛四烯夹心型化合物 教学难点：羰基化合物和类羰基化合物中的化学键 第十章：f区元素 教学内容： （1） f区元素概述 （2）镧系元素的一些性 （3）配合物 （4）锕系元素的一般性概貌 （5）超重元素和周期系远景 教学目的与要求： （1） 了解镧系和稀土定义的差别； （2） 掌握镧系原子的价电子层结构特征，对产生镧系收缩的原因及其镧系收缩对周期系的影响有正确的认识 （3） 了解离子的碱度的定义并用于镧系离子的分离 （4）熟悉镧系元素的特性 （5）熟悉镧系元素性质递变的规律并对这些变化能作出合理解释 （6）要求对f电子的配位场效应和镧系元素配合物的特点有一般性的了解 （7）对人工合成新元素的艰巨性有初步的正确理解，对周期系的远景有一个较为客观的认识 教学重点：镧系原子的价电子层结构,镧系收缩，Ln3＋离子的碱度,镧系离子的分离；镧系元素各氧化态物种的稳定性，光学性质，磁学性质，放射性；f电子的配位场效应，配合物的特点 教学难点：镧系原子的价电子层结构,镧系收缩，Ln3＋离子的碱度,镧系离子的分离；镧系元素各氧化态物种的稳定性，光学性质，磁学性质，放射性；f电子的配位场效应，配合物的特点 四、有关教学环节的要求 本课程的教学对象为化学教育本科专业3年级学生，需要学员有较好的基础无机化学、高等数学、结构化学基础。本课程旨在拓宽学生思路，将最新的科学研究成果展示给学员，使其无机化学学知识更加完善和系统。在教学方式上主要以课堂教学为主，并辅以图片、录像、讨论等方式安排教学。本课程的考核方法为闭卷考试，成绩评定参照下列方式进行： 平时成绩：30％；形式：作业 考试成绩：60％；形式：笔试 点名考勤：10％；形式：不定期点名 五、学时分配 章节 主要内容 各教学环节学时分配 作业 题量 备注    讲授 习题 讨论 课外 小计    第0章 绪论 1    1    第一章 原子、分子和元素周期性 5 1   6 4   第二章 酸碱和溶剂化学 1 1   2 5   第三章 无机化合物的制备和表征       自学  第四章 无机材料化学       自学  第五章 s区元素 2    2 2   第六章 p区元素 2    2 4   第七章 d区元素(Ⅰ)－配位化合物 5 1   6 7   第八章 d区元素(II)－元素化学 3 1   4 2   第九章 d区元素(Ⅲ)－有机金属化合物、簇合物 3 1   4 2   第十章 f区元素 2 1   3 5   合 计 26 6   32 31    六、教材和主要参考书 教材：唐宗薰主编，《中级无机化学》，高等教育出版社，北京，2003 主要参考书： 1 朱文祥等编，《中级无机化学》，北京师范大学大学出版社，北京，1993 2 项斯芬编著，《无机化学新兴领域导论》，北京大学出版社，北京，1988 3 陈慧兰等编，《理论无机化学》，高等教育出版社，北京，1989 4 沈裴凤等编，《现代无机化学》，上海科学技术出版社，上海，1985 5 唐宗薰，《无机化学热力学》，西北大学出版社，西安，1990 七、本大纲尚需说明的问题，如没有可省略。 执笔教师：杨美玲 教研室主任： 教学系（部）主任：