《無機化學》 教學大綱

PAGEPAGE17一、說明：

《無機化學》教學大綱課程的性質、地位和任務無機化學是研究除碳氫化合物及其衍生物以外的其他元素和化合物的組成、結構、性質及變化規(guī)律的一門學科。它是應用化學和材料化學專業(yè)的主要專業(yè)基礎課，通過無機化學的學習，使學生掌握牢固的無機化學基本知識，同時為后繼課程的學習準備必要的基礎知識。本課程的主要任務是：使學生掌握元素周期律、分子結構、氧化還原、配合物、化學熱力學、化學平衡、化學反應速率等基本原理基礎知識，理解化學變化中物質的組成、結構與性質的關系，初步從宏觀和微觀的角度理解化學變化的特征，掌握常見元素及化合物主要性質、結構、存在、制備方法及應用。為以后學習、科研、工作打下牢固的專業(yè)基本。課程教學的基本要求本課程的對象是大學一年級的學生，從培養(yǎng)高等專業(yè)人才的整體要求出發(fā)，應體現無機化學在化學教學中的基礎作用，教學中應遵循教學規(guī)律，注意與中學知識的銜接。加強理論知識與元素化合物知識的聯系，體現與其它邊緣學科的融合與交叉，充分反映學科發(fā)展的新成果。在教學過程中培養(yǎng)學生學會對所學知識歸納總結能力，利用參考資料與網絡途徑的自學能力，及應用所學知識分析問題、解決問題能力與創(chuàng)新能力。教師應廣泛閱讀有關參考資料，了解本學科的發(fā)展前沿，隨時補充新內容，使學生了解到本學科的重要發(fā)展動向及成果；改變教育觀念和教學方法，努力改善課堂教學效果，提高教學質量。課程教學改革增加重要化合物在實際中的應用介紹，加強新知識應用介紹。注重與邊緣科學知識的聯系，擴大學生的知識面。二、大綱內容（共計26課時）緒論1學時第一章原子結構和元素周期系2學時§1-1§1-2§1-3原子的起源和演化§1-4氫原子結構和波爾行星模型氫原子光譜玻爾理論薛定諤方程與量子數,氫原子的基態(tài),氫原子的激發(fā)態(tài)§1-5氫原子結構的量子力學模型電子的波粒二象性德布羅意關系式森堡測不準原理氫原子的量子力學模型§1-6基態(tài)原子電子組態(tài)構造原理基態(tài)原子電子組態(tài)§1-7元素周期系元素周期律，元素周期系，及元素周期表§1-8元素周期性原子半徑電離能電子親和勢電負性的核外電子的排布,原子結構與元素周期律.性認識,使微觀世界盡量具體化,減小學生對抽象知識認識的難度.思考題:氫光譜為什么是線狀光譜？原子軌道、幾率密度和電子云等概念有何聯系和區(qū)別？下列說法是否正確？應如何改正？(1)sp(21(3)主量子數為3時，有3s、3p、3d、3f四條軌道。E1s＜E2s＜E3s＜E4s；E3s＜E3p＜E3d；E4s＜E3d。原子的電子層結構和元素性質的周期性是怎樣的？第二章分子結構2學時§2-1價鍵理論§2-2價層電子互斥模型§2-3雜化軌道理論雜化軌道理論基本要點Sp3Sp2Sp§2-4分子軌道理論§2-5共軛大π鍵§2-6共價分子的性質鍵長共價半徑鍵能鍵角鍵的極性與分子的極性§2-7分子間力范德華力氫鍵重點、難點.1.價鍵理論、.雜化軌道理論、.價層電子對互斥理論、分子軌道理2.3.思考題:sp為什么氧分子具有順磁性？氯分子、氮分子呢？氫鍵是怎樣形成的，對物質的性質有何影響？HFHI?離子鍵、共價鍵、氫鍵的特點是什么？什么是離子極化、分子極化？對化合物的性質有什么影響？第三章晶體結構2學時§3-1晶體晶體的宏觀性質晶體的微觀性質§3-2晶胞§3-3金屬晶體金屬鍵金屬晶體的堆積模型§3-4離子晶體離子離子鍵：晶格能離子晶體的結構模型§3-5分子晶體與原子晶體分子晶體原子晶體重點、難點.1.晶體結構與特點。教學建議:講述與模型演示及課堂討論。思考題:晶體的特征有那些?離子鍵特點是什么？什么是離子極化、分子極化？對化合物的性質有什么影響？第四章配合物2學時§4—1配位化合物的基本概念配位化合物的定義配位化合物的組成、命名與書寫§4-2配合物異構現象與立體結構§4-3§4-41.d2.高自旋與低自旋，成對能晶體場的穩(wěn)定化能重點、難點：1.配位化合物組成、命名、空間結構。2.配合物的化學鍵理論及應用。建議教學方法：利用講授與啟發(fā)式教學結合，使學生透徹理解空間結構、化學鍵理論。思考題:配合物價鍵理論的要點是什么?晶體場理論要點是什么?影響配合物穩(wěn)定性的因素有那些?如何判斷配合物是內軌還是外軌型配合物？第五章化學熱力學基礎2學時§5-1化學熱力學研究的對象§5-2基本概念:系統與環(huán)境；濃度，物質的量，氣體，相，熱和功，狀態(tài)與過程，狀態(tài)函數。§5-3化學熱力學的四個重要狀態(tài)函數熱力學能，焓，自由能，熵§5-4化學熱力學的應用蓋斯定律及應用生成焓與生成自由能及應用利用焓變，熵變計算化學反應自由能變。吉布斯—亥姆霍茲方程亥姆霍茲方程及化學反應方向的判斷教學方法建議：采用講述與歸納總結相結合的方法，盡量將抽象的概念具體化。減少學生對抽象問題理解的難度。通過多練，讓學生充分掌握所學內容。思考題:1.狀態(tài)函數有什么特點？指出下列各物理量中哪些是狀態(tài)函數？其中哪些是廣度性質？哪些是強度性質？T、P、V、Q、W、V、H、S、G、QP、QV、θ2.下列公式適應的條件：（1）△V=QV，（2）△H=QP（3）△V=△H（4）△V=W（5）)()()(θmrθmrθmrTSTTHTGΔ?Δ=Δ①3H2(g)+N2(g)=2NH3(g)②(g)NH(g)H(g)N3223221=+書寫熱化學反應方程式的注意事項？下列說法是否正確？為什么？放熱反應均自發(fā)？混亂度減小的反應均不自發(fā)。某反應，表明此反應在任何情況下均自發(fā)。0(298.15K)θmr<ΔG6．第六章化學平衡常數1學時§6-1§6-2標準平衡常數經驗平衡常數偶聯反應平衡常數§6-3.濃度對化學平衡的影響§6-4壓強對化學平衡的影響§6-5.溫度對化學平衡的影響難點、重點：標準平衡常數,等溫方程式,化學平衡移動。教學方法建議:利用啟發(fā)與討論式教學,通過多練加強對知識的理解。思考題:化學反應的平衡狀態(tài)具有什么特征？化學平衡常數的意義是什么？書寫平衡常數表達式時應注意哪些事項？在式中,Kθθmrln)(K－RTTG=Δ?的標準摩爾自由能變。這種說法是否正確？)(θmrTGΔK?KpK?Kc什么叫平衡轉化率？它與那些因素有關？第七章化學動力學基礎2學時§7-1化學反應速率概述平均速率與瞬時速率反應進度§7-2濃度對化學反應速度的影響速率方程反應級數速率常數：用實驗數據建立速率方程利用速率方程進行計算§7-3溫度對化學反應速度的影響及阿侖尼烏斯公式§7-4反應歷程基元反應與反應分子數§7-5碰撞理論和過渡狀態(tài)理論碰撞理論過渡狀態(tài)理論§7-6催化劑對反應速度的影響難點、重點:濃度,溫度對化學反應速度的影響,教學方法建議:利用講授與討論式教學,通過做題多練,加深對知識的理解。思考題:什么叫化學反應級數？如何確定反應的級數？什么叫活化能？影響化學反應活化能的因素有哪些？影響化學反應速率的因素有哪些？反應速率受濃度影響的原因是什么？受溫度5．酶催化的特點是什么？第八章水溶液2學時§8-1溶液的濃度和溶解度.1.溶液的濃度（1）質量濃度（2）物質的量的濃度（3）質量摩爾濃度（4）質量分數（5）摩爾分數（6）體積分數2.溶液的溶解度§8-2非電解質稀溶液的通性溶液蒸氣壓下降（1）蒸氣壓（2）溶液蒸氣壓下降-拉烏爾定律（3）壓下降的應用溶液沸點升高（1）純液體的沸點（2）溶液的沸點上升（3）應用溶液凝固點下降,（1）純液體的凝固點（2）溶液的凝固點下降（3）應用溶液的滲透壓（1）溶液的滲透壓（3）應用§8-3電解質溶液重點、難點：稀溶液的依數性。教學建議：可采取啟發(fā)式方法,精講多練,促進學生對知識的掌握和理解.思考題:00℃鹽水中，各會出現怎樣的現象？為什么？在同一鐘罩內放一杯純水和一杯濃糖水，會出現怎樣的現象？什么是溶液的依數性？稀溶液依數性與溶液中溶質的粒子數定量關系有哪些？施肥過多會使作物枯萎的原因是什么？浮在海面上的冰ft中含鹽量很少，為什么？第九章酸堿平衡2學時§9-1酸堿質子理論§9-2水的離子積和pH§9-3酸堿鹽的電離平衡強電解質弱電解質拉平效應與區(qū)分效應§9-4水溶液中化學平衡的計算一元弱酸一元弱堿同離子效應多元弱酸弱堿的電離§7-5緩沖溶液重點、難點:1.弱酸弱堿的解離平衡和pH的計算,2緩沖溶液,pH度積規(guī)則，指導學生練習應用，加深對知識的理解。思考題:解離度與濃度有什么關系？為什么？在酸堿質子理論中，什么是酸？什么是堿？酸堿反應的實質是什么？中應屬于什么物質？電解質溶液的解離度和解離平衡常數有何關系？什么是同離子效應和異離子效應？當二者共存時，何者為主？緩沖溶液為什么對外加酸、堿及稀釋有緩沖作用？第十章：沉淀平衡1學時§10-1溶度積原理溶度積常數溶度積原理溶度積和溶解度同離子效應影響難溶物的其他原因§10-2沉淀與溶解沉淀的生成和溶解沉淀轉化重點、難點:1.溶度積原理2.沉淀的生成和溶解教學方法的建議:講述與討論法思考題:什么是溶度積原理？溶解度和溶度積的關系是什么？pH種難溶氫氧化物。Cl-Br-I-AgNO3AgClAgBr和AgI能否分步沉淀完全？若能分步沉淀，其順序如何？第十一章電化學基礎1學時§11-1氧化還原反應氧化值和氧化態(tài)氧化還原半反應氧化還原反應方程式的配平（1）氧化數法（2）離子-電子法§12-2原電池原電池簡介半電池、原電池符號、電極的分類電動勢、標準氫電極和標準電極電勢能斯特方程能斯特方程的應用電極電勢的計算§11-3實用原電池難點、重點：1.電極電勢2.電動勢與反應自由能的關系3.影響電極電勢的因素教學建原理華彤文議：利用講述與討論的教學方法,精講多練,加強記憶。思考題:影響電極電勢的因素有那些?關系怎樣?電池電動勢與自由能的關系是怎樣的?如何利用電極電勢的相對大小選擇合適的氧化劑與還原劑.如何利用元素電勢圖、氧化態(tài)圖、電勢-pH第十二章配位平衡1學時§12-1配合物的穩(wěn)定常數穩(wěn)定常數和不穩(wěn)定常數配離子逐級形成常數§12-2影響配合物在溶液中的穩(wěn)定性的因素中心原子的結構和性質的影響配體性質的影響§12-3溶解度氧化與還原酸堿性難點與重點：1.穩(wěn)定常數2.影響配合物在溶液中的穩(wěn)定性的因素，3教學建議：利用講述與討論的教學方法,精講多練,加強記憶思考題:配合物穩(wěn)定常數表示什么意義?中心原子的結構和性質對配合物的穩(wěn)定性的影響是怎樣的?配體性質對配合物的穩(wěn)定性的影響是怎樣的?.第十三章氫稀有氣體1學時§13-1氫§13-2稀有氣體難點與重點：1.氫的性質與用途2.稀有元素的性質與用途.教學建議:可采取討論法,自學指導法.思考題:為什么氫是理想的二級能源？那種稀有氣體可作低溫制冷劑,那種稀有氣體最便宜.VBMOXeF2氫和稀有氣體結構有什么特點？氫和稀有氣體各有那些主要性質？第十四章鹵素元素1學時§14—1鹵素的通性鹵素的結構與化學特性鹵素的成鍵特征§14—2鹵素單質及其化合物單質的物理性質單質的化學性質單質的制備和用途§14—3氟氯溴碘的化合物鹵化氫和氫鹵酸：物理性質與化學性質、制備、性質比較征、多鹵化物的結構擬鹵素及擬鹵化合物：擬鹵素、氰及氰化物鹵素的氧化物：OF2、ClO2、I2O5鹽，鹵素含氧酸及其變化規(guī)律重點、難點：1.鹵素單質、氫鹵酸、含氧酸及其鹽的性質、制備和應用。2.含氧酸的氧化還原性建議教學方法：1.對于元素電勢圖、氧化態(tài)—自由能圖、水合離子熱等每一章都涉及的內容一次講透，以便以后學生自學。2.講授與啟發(fā)式教學方法思考題：HClO3I2I2KIKClO，KClO3KClO4，用什么方法加以鑒別？鹵素含氧酸的氧化性的規(guī)律是怎樣的？鹵素元素結構有什么特點？主要化學性質有那些？第十五章氧族元素1學時§15—1氧族元素的通性§15—2氧及其化合物氧、臭氧：制備、結構、性質、氧化物、用途氧的成鍵特征氧、臭氧在自然界中的存在與作用過氧化氫：過氧化氫的結構、性質、制備、用途§15—3硫及其化合物單質硫：同素異形體，硫在自然界的存在與轉化、單質硫的制備、結構與性質硫化物與多硫化物連二亞硫酸、硫酸及其鹽、焦硫酸、硫代硫酸、過硫酸及其鹽、連硫酸及其鹽硫的其它化合物§15—4硒和碲硒和碲單質、氫化物、含氧酸等性質及應用重點、難點：1.臭氧的結構，過氧化氫的結構、性質、制備.2.硫的氫化物、氧化物、含氧酸及其鹽的結構、性質制備與用途。建議教學方法：啟發(fā)與討論式教學方法，討論硫的各種鹽的性質、應用。思考題：為什么油畫久置后，會發(fā)暗、發(fā)黑？FeCl3H2SFe2S3氧族氫化物酸性變化規(guī)律是怎樣的？氧族氫化物熱穩(wěn)定性變化規(guī)律是怎樣的？O2O3過氧化氫的結構特點是怎樣的？主要化學性質有那些？第十六章氮、磷、砷1學時§16—1§16—2氮：制備、性質氮的氫化物:氨、聯氨、羥氨、氫疊氮酸及銨鹽氮的含氧化合物：氮的氧化物、氮的含氧酸氮的其它化合物§16—3磷及其化合物磷化氫磷的氫化物、磷的鹵化物、磷的硫化物磷酸鹽、亞磷酸、次磷酸§16—4砷單質砷的化合物：氫化物、氧化物、氯化物、硫化物難點、重點：1.氮和磷的氫化物、氧化物、含氧酸及其鹽的結構、性質制備、應用。2.砷的化合物的性質與應用。建議教學方法：