结构化学课程大纲.docx
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结构化学课程大纲
结构化学课程大纲
第1章量子力学基础
1.1从经典力学到早期量子论
1.1.1黑体辐射与能量量子化1.1.2光电效应与光量子化
1.1.3原子光谱与轨道角动量量子化1.2量子力学的建立
1.2.1实物粒子的波粒二象性1.2.2Schr?
dinger方程
1.2.3波函数的概率解释1.2.4不确定原理
1.2.5量子力学公设
1.3阱中粒子的量子特征
1.3.1一维无限深势阱中的粒子1.3.2三维无限深势阱中的粒子
1.4隧道效应
第2章原子结构
方程及其解dingerSchr?
2.1单电子原子的方程的建立dinger单电子原子2.1.1Schr?
坐标变换与变量分离2.1.2
2.1.3方程的求解:
原子轨道与能级
定理与零点能virial2.1.4
2.2原子轨道和电子云的图形表示
2.2.1作图对象与作图方法:
三元函数的降维2.2.2轨道和电子云的径向部分和角度部分的对画图
2.2.3轨道和电子云的等值面图与界面图:
函数参数化
2.2.4轨道和电子云的网格图:
坐标参数化
电子云黑点图2.2.5
2.2.6原子轨道的宇称2.3量子数与可测物理量
2.3.1算符与可测物理量2.3.2角动量的空间量子化2.4多电子原子的结构
方程的近似求解dingerSchr?
2.4.1多电子原子行列式2.4.2构造原理与Slater2.5原子结构参数
电离能2.5.1
2.5.2电子亲和势2.5.3电负性
化学硬度2.5.4
2.6原子光谱项
2.6.1组态与状态2.6.2L-S矢量耦合模型2.6.3原子光谱项和光谱支项的求法
2.6.4基谱项的确定:
Hund规则
跃迁选律2.6.5
2.6.6Zeeman效应第3章双原子分子结构与化学键理论
分子轨道理论3.1
+dinger方程与B.O.近似的Schr?
3.1.1H23.1.2变分原理及其证明+dinger方程的变分求解的3.1.3Schr?
H2共价键的本质3.1.4
3.1.5分子轨道理论要点3.1.6分子轨道的类型
双原子分子的价层轨道与电子组态3.1.7
价键理论3.2
方程的变分求解dingerH的Schr?
3.2.12电子配对法的量子力学基础3.2.2
原子轨道的杂化3.2.3
3.3MO理论与VB理论的比较
双原子分子的光谱项3.4
3.4.1分子谱项及支项
非等价组态的谱项3.4.2
等价组态的谱项3.4.3
3.4.4混合组态的谱项3.4.5分子谱项的宇称和反映对称性第4章分子对称性与群论初步
对称性概念4.1
4.2分子的对称操作与对称元素
旋转与旋转轴4.2.1
4.2.2反映与镜面4.2.3反演与对称中心4.2.4旋转反映与映轴(旋转反演与反轴)
4.3分子点群
4.3.1单轴群4.3.2双面群
4.3.3高阶群4.3.4无旋转轴群4.3.5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
分子对称性与偶极矩4.4.1
分子对称性与旋光性4.4.2
群的表示与应用初步4.5
4.5.1群的概念
4.5.2相似变换与共轭类4.5.3群的表示与特征标4.5.4群论在化学中的应用实例
第5章多原子分子的结构与性质
5.1非金属单质的结构化学:
8N法则?
5.2非共轭分子几何构型与VSEPR规则5.3分子几何构型与Walsh规则
SHMO法5.4共轭分子与5.4.1丁二烯离域大π键的SHMO处理
简并轨道的求解与等贡献规则5.4.2
5.4.3直链和单环共轭体系本征值的图解法5.4.4分子图:
π电子密度、π键级、自由价5.4.5共轭效应
5.4.6共轭分子在现代科技中的应用
超共轭效应5.4.7
5.5饱和分子的正则轨道与定域轨道
5.6缺电子分子的结构5.6.1缺电子原子化合物的三种类型
硼烷中的多中心键5.6.2
5.6.3金属烷基化合物中的多中心键等瓣类似性关系5.7
5.7.1等瓣类似性概念
5.7.2八面体构型金属?
配体碎片与有机碎片的等瓣类似性
5.7.3其他构型的金属?
配体碎片与有机碎片的等瓣类似性
5.7.4各种配位的分子碎片的等瓣类似关系小结
5.7.5等瓣类似性原理的应用实例
5.8多原子分子的谱项
5.8.1电子组态与分子谱项5.8.2荧光与磷光
5.9配位场理论
5.9.1晶体场理论
5.9.2配位场理论
5.9.3T-S图与电子光谱5.10分子轨道对称性守恒原理
5.10.1前线轨道理论相关图理论5.10.2
第6章超分子化学简介
6.1超分子的概念6.2分子间相互作用6.2.1vanderWaals作用氢键6.2.2
6.2.3π–π堆积作用
疏水效应6.2.4
6.3分子识别与自组装
6.3.1分子识别
6.3.2自组装
6.3.3模板效应
超分子实例6.4
6.4.1具有分形结构的树状大分子球碳配合物6.4.2杯芳烃/6.4.3球碳的超分子6.4.4卟啉类分子组装的人工天线系统6.4.5轮烷、索烃和纽结”6.4.6超分子多面体和“分子胶囊超分子”“架、梯、格、楼6.4.7
6.5晶体工程
晶体的点阵结构与X章第7射线衍射法
7.1晶体的性质与结构特征现代科技中的晶体材料7.2
晶体结构的周期性和点阵7.3
7.3.1结构基元与点阵7.3.2点阵单位和晶格平移群7.3.3
7.3.4晶胞
7.4晶体结构的对称性
7.4.1晶体的对称操作和对称元素
种晶体学点群327.4.2
7.4.37种晶系和6种晶族7.4.414种空间点阵型式
7.4.5点阵点、直线点阵、平面点阵的指标
7.4.6空间群7.4.7晶体对称性各种概念的相互关系
7.5X射线衍射法
7.5.1晶体对X射线的相干散射
衍射方向与晶胞参数7.5.2
7.5.3衍射强度与晶胞中原子的分布7.5.4多晶粉末衍射
7.6实际晶体中的缺陷
7.6.1固有点缺陷杂质点缺陷7.6.2
第8章金属晶体与离子晶体的结构
金属单质的晶体结构8.1
8.1.1等径圆球最密堆积:
A、A型结构31最密堆积结构中的空隙类型8.1.2
非最密堆积结构8.1.3
8.1.4空间利用率
8.1.5金属原子半径8.2合金的结构
8.2.1金属固溶体8.2.2金属化合物
8.2.3间隙化合物与间隙固溶体
8.3离子晶体的结构和性质
8.3.1离子键和晶格能离子半径8.3.2
8.3.3离子半径比与配位数的关系
离子堆积与晶体结构8.3.4
8.3.5二元离子晶体的结晶化学规律8.3.6多元离子晶体的结晶化学规律:
Pauling规则
8.3.7硅酸盐的结构简介钙钛矿型结构8.3.8
8.3.9离子极化效应8.3.10结晶化学定律与键型变异原理
8.4固体能带理论简介
8.4.1近自由电子近似模型8.4.2紧束缚近似模型
第9章新功能材料的结构简介
液晶9.1
9.1.1液晶的结构特点与分类
液晶的应用9.1.2
9.2非晶态材料
9.2.1非晶态固体及其结构特征
9.2.2非晶态合金9.2.3非晶态半导体9.3准晶态材料
9.4高温超导材料9.5新型合金材料
9.5.1储氢合金9.5.2形状记忆合金9.6纳米材料
9.6.1纳米材料9.6.2纳米材料的基本物理效应
9.6.3球碳9.6.4碳纳米管9.6.5氮化硼纳米管9.6.6单层石墨
9.6.7扫描探针显微技术9.6.8纳米材料在信息技术方面的应用9.7光子晶体
左手材料9.8
9.9仿生材料
第10章结构分析原理
10.1分子中的量子化能级10.2分子光谱
10.2.1转动光谱10.2.2振动光谱
10.2.3电子光谱10.3核磁共振谱
10.3.1核自旋磁矩的量子化与核磁能级
核磁共振10.3.2
10.3.3化学位移10.3.4自旋耦合与自旋分裂10.3.5一级谱的简单规律性10.4电子自旋共振谱
10.4.1电子自旋磁矩的量子化与自旋磁能级
10.4.2电子自旋共振(顺磁共振)自旋-轨道耦合10.4.3
超精细结构10.4.4
10.4.5ESR谱的应用10.5光电子能谱
10.5.1基本原理仪器10.5.2
10.5.3紫外光电子能谱
10.5.4X射线光电子能谱10.5.5Auger能谱
第11章计算化学简介
11.1量子化学计算基本原理11.1.1从头计算方法
11.1.2本征方程的矩阵表述与厄米方阵对角化
11.1.3HFR方程
11.1.4计算方法11.1.5基组11.2三种基本的任务类型:
SP、OPT、FREQ
程序简介11.2.1Gaussian11.2.2分子几何构型的输入11.2.3分子势能面上的驻点
11.2.4单点能量计算
11.2.5分子几何构型优化11.2.6频率分析
11.3在科学研究中的应用Gaussian11.3.1电子给体-电子受体之间的相互作用11.3.2双自由基损耗臭氧的机理研究
方法:
G2高精度能量模型11.3.3
11.3.4IRC与反应途径
11.3.5NMR化学位移的计算11.3.6溶液中的分子
11.3.7分子间相互作用的计算11.3.8洋葱算法
11.4HyperChem程序应用简介
11.4.1概述11.4.2分子模型的构建11.4.3分子几何构型的优化
11.4.4单点能计算
11.4.5红外光谱的计算11.4.6电子光谱的计算11.4.7分子势能曲线的计算
11.4.8生物大分子的构建
11.5一些常用计算程序简介
11.5.1材料模拟软件MaterialsStudio11.5.2纳米器件模拟软件ATK
11.5.3计算机辅助药物设计软件Sybyl第12章结构信息与QSAR
12.1结构与物性数据的采掘12.1.1QSAR中常用的结构参数及理论计算
上的结构化学信息资源Internet12.1.2
12.22D-QSAR
12.2.1多元线性回归
12.2.2模式识别方法
人工神经网络12.2.3
12.2.4支持向量机简介CoMSIA和CoMFA:
3D-QSAR12.3
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