《結(jié)構(gòu)與物性》課程教學(xué)大綱

1、結(jié)構(gòu)與物性Structure and Physical Properties一、課程基本情況課程類別：專業(yè)任選課程課程學(xué)分：2 學(xué)分課程學(xué)時：32學(xué)時，其中講課：32學(xué)時。課程性質(zhì)：選修開課學(xué)期：第6學(xué)期先修課程：線性代數(shù),力學(xué),熱學(xué),電磁學(xué),原子物理,量子力學(xué)適用專業(yè)：物理學(xué)專業(yè)和應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)教 材：結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)，北京大學(xué)出版社，周公度，段連運，2007年版等。開課單位：物理與光電工程學(xué)院二、課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)結(jié)構(gòu)與物性是物理學(xué)專業(yè)和應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的專業(yè)選修課，適合于有一定物理學(xué)基礎(chǔ)知識，對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能有初步的了解的學(xué)生。這門課的教學(xué)目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生全面地學(xué)習(xí)微觀體系的內(nèi)容，包括量

2、子理論、化學(xué)鍵理論和點陣?yán)碚撊N理論，原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)以及量子力學(xué)、對稱性和晶體學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)知識。通過這門課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠利用電子因素和幾何因素來解釋物質(zhì)結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)的關(guān)系，通過分析典型結(jié)構(gòu)，鞏固基本概念和原理，使學(xué)生深刻體會“結(jié)構(gòu)決定性能，性能反映結(jié)構(gòu)”的基本原則。主要教學(xué)內(nèi)容包括描述微觀粒子運動規(guī)律的波函數(shù)，即原子軌道和分子軌道，通過軌道的相互作用了解化學(xué)鍵的本質(zhì)；分子和晶體中原子的空間分布，了解分子和晶體的立體結(jié)構(gòu)。重點掌握原子軌道和分子軌道理論描述微觀粒子運動的方法以及掌握多原子分子中的化學(xué)鍵的本質(zhì)。三、教學(xué)內(nèi)容和要求1、原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（8學(xué)時）（1）熟悉氫原子

3、的Schrodinger方程及其解；（2）掌握波函數(shù)及電子云的圖形；（3）了解多電子原子中相互作用的分類；（4）掌握自洽場近似；（5）掌握屏蔽效應(yīng)；自旋-軌道相互作用（6）掌握多電子原子的狀態(tài)；洪德法則。重點：波函數(shù)及電子云的圖形；自洽場近似；屏蔽效應(yīng)；自旋-軌道相互作用；多電子原子的狀態(tài)；洪德法則。難點：自洽場近似2 雙原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（5學(xué)時）（1）掌握氫分子離子的結(jié)構(gòu)及其薛定諤方程；（2）熟悉線形變分法；（3）了解氫分子離子的試探函數(shù)的選擇，理解其狀態(tài)及能量；（4）掌握Haa, Hab, Sab的意義；（5）掌握同核雙原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；（6）了解異核雙原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；（7）

4、熟悉分子軌道 (MO) 理論；價鍵理論；重點：氫分子離子的結(jié)構(gòu)及其薛定諤方程；同核雙原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)難點：分子軌道 (MO) 理論；價鍵理論3 多原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) （7 學(xué)時）（1）掌握雜化軌道理論； （2）了解非定域分子軌道；休克爾分子軌道理論（3）掌握共軛分子結(jié)構(gòu)；（4）了解C60的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)；（5）了解配位化合物；價鍵理論； 重點：雜化軌道理論；共軛分子結(jié)構(gòu)難點：休克爾分子軌道理論4 配位化合物的結(jié)構(gòu)（ 2學(xué)時）（1）掌握晶體場理論；（2）了解配位化合物的性質(zhì)；（3）了解分子軌道理論和配位場理論重點：晶體場理論難點：分子軌道理論和配位場理論5 離子鍵和離子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) （2

5、學(xué)時）（1）熟悉離子鍵,離子晶體（2）了解離子鍵半徑；離子的極化；（3）了解氧化物磁性材料；（4）了解氧化物巨磁電阻材料；重點：離子鍵,離子晶體難點：氧化物巨磁電阻材料6 金屬健和金屬晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（2學(xué)時）（1）熟悉金屬鍵理論和金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)；（2）了解合金的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；（3）了解固體表面的結(jié)構(gòu)；重點：金屬鍵理論和金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)難點：固體表面的結(jié)構(gòu)7 團(tuán)簇和超微顆粒的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) （2學(xué)時）（1）了解團(tuán)簇及起穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；（2）了解超微粒重點：團(tuán)簇及起穩(wěn)定結(jié)構(gòu)難點：超微粒8 分子間作用力 （2學(xué)時） （1）了解范德華力（2）了解范德華半徑及分子的大??；（3）了解氫鍵和水的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)重點：范德華力難點：范德華半徑9 分子的電性和磁性 (2學(xué)時) （1）熟悉分子的電性和分子的磁性；（2）了解核磁共振（NMR）和電子順磁共振(EPR)；重點：分子的電性和分子的磁性難點：分子的電性和分子的磁性四、課程考核（1）作業(yè)等：作業(yè)：4 次，課程論文： 篇；（2）考核方式：閉卷考試（3）總評成績計算方式：平時成績*