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1、《無機及分析化學(xué)》(環(huán)科用)教學(xué)大綱(無機化學(xué)部分)
《無機及分析化學(xué)》教學(xué)大綱無機化學(xué)部分
(*為選講內(nèi)容)
學(xué) 時:34學(xué)時 學(xué)分:1.5適用專業(yè):環(huán)境科學(xué)類各專
業(yè)
大綱執(zhí)筆人:翟慕衡 大綱審定人:盛恩宏
一、說明:
1.課程的性質(zhì)、地位和任務(wù):
無機及分析化學(xué)是生命科學(xué)類各專業(yè)的第一門化學(xué)類課程,它既是一門獨立的課程, 同時也是為學(xué)習(xí)其它化學(xué)和生命類課程打下基礎(chǔ)和儲備知識。無機化學(xué)部分的教學(xué)內(nèi)容十 分豐富、廣泛,包括了無機化學(xué)原理和元素化學(xué)兩部分內(nèi)容。化學(xué)原理主要包含化學(xué)熱力 學(xué)初步、化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率、解離平衡、原子和分子結(jié)構(gòu)、氧化還原反應(yīng)以及配位 化合物等內(nèi)容;
2、元素化學(xué)部分主要介紹無機化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用等內(nèi)容。課 堂講授上以化學(xué)原理部分為主,元素化學(xué)部分以自學(xué)為主。2.課程教學(xué)的基本要求
(1)通過教學(xué)使學(xué)生初步掌握化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)平衡、反應(yīng)速率、原子結(jié)構(gòu)和元素 周期律關(guān)系及分子結(jié)構(gòu)和近代物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識、氧化還原反應(yīng)及應(yīng)用和配位化合物等內(nèi)容:
(2)培養(yǎng)學(xué)生運用上述原理去理解有關(guān)無機化學(xué)中元素和化合物的基本知識、性質(zhì), 并具有對一般無機化學(xué)問題進行理論分析和計算的能力:
(3)通過教學(xué)使學(xué)生在科學(xué)思維能力上、自學(xué)能力上、利用參考文獻書籍上得到訓(xùn) 練和培養(yǎng):
(4)做好與后繼課程和中學(xué)化學(xué)的銜接問題,為今后學(xué)習(xí)后繼課程和新理論、新實
3、驗技術(shù)打下必要的無機化學(xué)基礎(chǔ)。3.課程教學(xué)指導(dǎo)思想及方法和手段:
精選無機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,突出現(xiàn)代化學(xué)理論,在保證傳授知識的同時,培養(yǎng)學(xué)生的思 維方法、創(chuàng)新能力,分析解決問題能力和自學(xué)能力。
教學(xué)方法和手段采用教師講授課程的重要內(nèi)容、摒棄“滿堂灌”方法,教思維,教方 法,采用靈活多種方式,并將多媒體教學(xué)引入課堂輔助教學(xué)中。學(xué)生自學(xué)次要內(nèi)容,配有 練習(xí)題。
二、課程的基本內(nèi)容和教學(xué)要求
1 .氣體和溶液(建議學(xué)時數(shù):2)
教學(xué)要求:
通過教學(xué)使學(xué)生掌握理想氣體狀態(tài)方程及其應(yīng)用;掌握混合氣體分壓定律。教學(xué)內(nèi) 容:
(1)理想氣體狀態(tài)方程、混合氣體分壓定律;*(2)分散系、稀溶液的通性:
4、
*(3)膠體溶液的制備、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性。
2 .化學(xué)熱力學(xué)初步(建議學(xué)時數(shù):6)
-1 -
教學(xué)要求:了解幾個重要的熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)U、H、S、G及其變化△!!、AS, Z\G的概 念和意義、理解熱力學(xué)第一定律、第二定律、第三定律的基本內(nèi)容;會運用蓋斯定律求出 △H、ZXG?、△$?的值;初步學(xué)會用4G及4G?判斷化學(xué)反應(yīng)的方向;理解化學(xué)反應(yīng)等溫式 的含義;了解溫度對4G的影響。
教學(xué)內(nèi)容:
(1)幾個基本概念:體系、環(huán)境、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)、過程和途徑、廣度性質(zhì)和強度 性質(zhì)。(2)熱力學(xué)第一定律
內(nèi)能、功和熱、熱力學(xué)第一定律的表達式
(3)熱化學(xué)
幾種化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng);
5、烯和婚變,焰變與反應(yīng)熱關(guān)系,內(nèi)能變化與反應(yīng)熱關(guān)系;
熱化學(xué)方程式,蓋斯定律,標(biāo)準(zhǔn)生成烯,化學(xué)反應(yīng)熱的求算。
(4)熱力學(xué)第二定律
化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性及其影響因素
端的初步概念,混亂度與烯的關(guān)系,標(biāo)準(zhǔn)摩爾嫌,爆變的計算
(5)吉布斯白由能及其應(yīng)用
吉布斯自由能,標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能,吉布斯自由能變化的計算,反應(yīng)白發(fā)性的判 據(jù),溫度與4G的關(guān)系。
3.化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速度(建議學(xué)時數(shù):4)
教學(xué)要求:了解化學(xué)平衡的概念,理解平衡常數(shù)的意義,了解4G?與K?的關(guān)系,掌握 有關(guān)化學(xué)平衡的計算,熟悉有關(guān)化學(xué)平衡移動原理;了解化學(xué)反應(yīng)速度及其表示和基元反 應(yīng)、復(fù)雜反應(yīng)、反應(yīng)級數(shù)、反應(yīng)分子
6、數(shù)等概念,掌握濃度、速度、壓力、催化劑對反應(yīng)速 度的影響,掌握速率方程和阿累尼烏斯公式的應(yīng)用和計算,理解活化能概念和對應(yīng)速度的 影響。
教學(xué)內(nèi)容:(1)化學(xué)平衡
化學(xué)平衡的特征和平衡定律,平衡常數(shù)的物理意義,標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)及有關(guān)計算多重 平衡規(guī)則
(2)化學(xué)平衡的移動
濃度對平衡的影響、壓力對平衡的影響、溫度對平衡的影響及相關(guān)計算勒夏特列原 理。
(3)化學(xué)反應(yīng)速度及表示方法
平均速度、瞬時速度
(4)濃度對化學(xué)反應(yīng)速度的影響
基元反應(yīng)、非基元反應(yīng)的概念、速度方程及其表達式和確定,速度常數(shù)及意義反應(yīng) 級數(shù)及其實驗測定
反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)時間的關(guān)系*反應(yīng)機理
(5)溫度對化學(xué)
7、反應(yīng)速度的影響
阿累尼烏斯公式活化能概念及碰撞理論
-2 -
9 ■
(6)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速度的影響
4 .水溶液中的解離平衡(建議學(xué)時數(shù):4)
教學(xué)要求:了解近代酸堿理論的基本概念和發(fā)展概況;能應(yīng)用化學(xué)平衡原理,分析水、 一元和多元弱酸堿的電離平衡及pH值的計算;掌握同離子效應(yīng),鹽效應(yīng)等影響電離平衡 移動的因素?: 了解離子氛、活度、離子強度等概念;了解緩沖溶液的組成、性質(zhì)、緩沖作 用原理及緩沖溶液的PH值計算。掌握Ksp的意義及溶度積規(guī)則;掌握沉淀生成,溶解或 轉(zhuǎn)化的條件,熟悉有關(guān)沉淀,溶解的計算。
教學(xué)內(nèi)容:(1)酸堿理論
酸堿電離理論、酸堿質(zhì)子理論、酸堿電子理論及軟硬
8、酸堿規(guī)則(2)弱電解質(zhì)的解離
一元弱酸、弱堿的解離平衡及影響因素利用解離平衡式和解離常數(shù)進行有關(guān)計算電 離度的概念。(3)多元弱酸的解離
多元弱酸解離的特點
多元弱酸解離平衡及有關(guān)計算*兩性物質(zhì)的解離同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)
(4)強電解質(zhì)溶液
強、弱電解質(zhì)的區(qū)別和強電解質(zhì)電離及表現(xiàn)電離度離子氛概念活度及活度系數(shù)。
(5)緩沖溶液
緩沖溶液的組成和緩沖原理
緩沖溶液PH值的計算、配制和緩沖對的選擇。
(6)沉淀溶解平衡
溶度積常數(shù)、溶度積與溶解度的相互換解、溶度積規(guī)則
沉淀溶解平衡的移動以及影響因素一一沉淀的生成和溶解:同離子效應(yīng):鹽效應(yīng):酸 度對沉淀溶解的影響:氧化還原對沉淀
9、和溶解的影響:配合物的生成對沉淀溶解的影響
沉淀的轉(zhuǎn)化及分步沉淀
5 .氧化還原反應(yīng)(建議學(xué)時數(shù):4)
教學(xué)要求:理解標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的意義,能運用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢來判斷氧化劑、還原劑的 強弱、氧化還原反應(yīng)的方向和計算平衡常數(shù),會用能斯特方程式來討論離子濃度變化時電 極電勢的改變和對氧化還原反應(yīng)的影響:能熟練地運用元素電勢圖。
教學(xué)內(nèi)容:
(1)氧化還原的基本概念
氧化數(shù)、氧化還原的基本概念*氧化還原反應(yīng)方程式的配平
(2)電極電勢
氧化還原反應(yīng)和原電池電極電勢的產(chǎn)生和影響因素
標(biāo)準(zhǔn)電極電勢及其確定、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表影響電極電勢的因素和奈斯特方程及其應(yīng) 用電極電勢的應(yīng)用
(3)元
10、素電勢圖及其應(yīng)用
6 .原子結(jié)構(gòu)和元素周期律(建議學(xué)時數(shù):5)
教學(xué)要求:了解核外電子運動的特殊性,會看波函數(shù)和電子云圖形:了解四個量子數(shù) 的含義和取值,能按核外電子排布原理,寫出若干常見元素的電子構(gòu)型,并掌握各類元素 電子構(gòu)型特征;理解原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的關(guān)系,了解電離勢、電負性等概念的意義及 與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
教學(xué)內(nèi)容:
(1)原子核外電子運動的狀態(tài)
*氫原子光譜和玻爾理論
核外電子運動的特點:電子衍射實驗,測不準(zhǔn)原理,波粒二象性及對電子衍射圖象的 解釋
(2)氫原子核外電子運動狀態(tài)及描述
薛定謂方程及其解、波函數(shù)(力)的概念波函數(shù)和電子云的圖形
四個量子數(shù)及意義、與
11、核外電子運動狀態(tài)描述的關(guān)系
(3)多電子原子的核外電子運動狀態(tài)
屏蔽效應(yīng)、鉆穿效應(yīng)、近似能級圖核外電子排布三原則和電子的排布
(4)原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素周期系
原子結(jié)構(gòu)與元素周期系的關(guān)系元素周期表
元素的性質(zhì)(電離勢、電子親和勢、電負性)及與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系
7 .分子結(jié)構(gòu)(建議學(xué)時數(shù):6)
教學(xué)要求:掌握離子健和共價鍵的基本特征以及它們的區(qū)別;能用雜化軌道理論來解 釋一般的分子結(jié)構(gòu);能用價層電子對互斥理論來預(yù)言一般主族元素的分子結(jié)構(gòu):了解物質(zhì) 的性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)和健參數(shù)的關(guān)系:定性了解同核雙原子分子的分子軌道理論:初步了解 離子極化的概念和分子間作用力、氫鍵及應(yīng)用;了解金屬鍵的形
12、成;了解晶體的結(jié)構(gòu)類型 與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。
教學(xué)內(nèi)容:(1)離子鍵
離子鍵的形成、本質(zhì)、特點、影響因素
離子型化合物生成過程的能量變化和晶格能及玻恩一哈伯循環(huán)。
(2)共價鍵
-4 -
現(xiàn)代價鍵理論及其理論要點、共價鍵的形成及本質(zhì)、共價鍵的特點、共價鍵的類型
(3)雜化軌道理論
雜化軌道理論基本要點、業(yè)化類型與分子的空間構(gòu)型關(guān)系
(4)價層電子對互斥理論(VSEPR)簡介(5)分子軌道理論簡介
分子軌道的含義及分子軌道理論要點、分子軌道的形成、分子軌道中能級次序和電子 排布、分子軌道的應(yīng)用舉例、鍵級(6)金屬鍵
金屬的形成和金屬晶格金屬健理論簡介
(7)分子的極性和分子
13、間作用力及氫鍵
分子的極性及與化學(xué)健的關(guān)系
分子間作用力及其產(chǎn)生和種類以及特點
(8)離子極化
離子的極化作用和變型性
離子極化對化學(xué)鍵型和對物質(zhì)溶解性、熔沸點、顏色、導(dǎo)電性等性質(zhì)的影響
(9)氫鍵
氫鍵的產(chǎn)生和特點及對物質(zhì)性質(zhì)的影響
8 .配位化合物(建議學(xué)時數(shù):3)
教學(xué)要求:掌握配合物的基本概念(組成、定義、類型、結(jié)構(gòu)特點)和配位鍵的本質(zhì); 了解螯合物的特點;掌握配合物的價犍理論的主要論點及應(yīng)用,了解晶體場理論的主要論 點;掌握配離子穩(wěn)定常數(shù)的意義和應(yīng)用及有關(guān)計算。
教學(xué)內(nèi)容:(1)配合物的概念
定義、組成、命名、分類等
(2)配合物中的化學(xué)鍵理論
價鍵理論:中
14、心原子(離子)的雜化軌道類型與配合物的空間構(gòu)型關(guān)系,內(nèi)、外軌型 配合物及性質(zhì)比較,配合物的異構(gòu)現(xiàn)象
* 晶體場理論:中心離子d軌道在配體場中以能極分裂,分裂能,晶體場穩(wěn)定化能, 應(yīng)用舉例
(3)配合物在溶液中的離解平衡
配位解離平衡和配離子的穩(wěn)定常數(shù)及影響穩(wěn)定常數(shù)的因素
配位解離平衡的移動和穩(wěn)定常數(shù)的應(yīng)用及與K穩(wěn)有關(guān)的計算:計算溶液中有關(guān)離子 的濃度,判斷難溶化合物的生成或溶解的可能性,配合物的生成對電極電勢的影響,判斷 配合反應(yīng)的方向等(4)螯合物介紹
* (5)配合物的重要性及在生物、醫(yī)藥等方面的應(yīng)用介紹
三、課程的考核方式、方法:
建議采用閉卷考試方法考試。
* 5 -
15、
四、教材及教學(xué)參考書目:
教材:
無機及分析化學(xué) 第四版 南京大學(xué)《無機及分析化學(xué)》編寫組 高等教育出版社 2021
教學(xué)參考書目:
1.武漢大學(xué),吉林大學(xué)等校編,無機化學(xué)(上、下冊)第三版,高等教育出版社, 1991 2.北京師范大學(xué)等校編,無機化學(xué)(上、下冊)(第三版),高等教育出版社,
1992 3.傅獻彩主編,大學(xué)化學(xué)(上、下冊)(第一版),高等教育出版社,1999 4.申泮 文主編,近代化學(xué)導(dǎo)論(上、下冊)(第一版),高等教育出版社,2002 5.竺際舜主編, 無機化學(xué)習(xí)題精解,科學(xué)出版社,2001
6?徐家寧、史蘇華、宋天佑編,無機化學(xué)例題與習(xí)題,高等教育出版社,2001
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