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结构化学大纲

一、课程性质及其设置目的与要求

（一）课程性质和特点

《结构化学》课程是我省高等教育自学考试化学教育专业的一门重要的基础理论课，其理论

和实验方法已越来越广泛地被应用到化学各个学科中去。通过该课程的学习，应考者应掌握微观

物质运动的基本规律，获得原子、分子和晶体结构的基础理论、基本知识，理解物质结构与性能

的关系，了解研究分子和晶体结构近代实验方法的基本原理，了解结构化学的现状、发展趋势及

最新进展，加强对先行课程有关内容的理解，为后续课程和科学研究以及中学化学教学打下必要

的基础。

（二）本课程的基本要求

本课程内容分为八部分。通过该课程的学习，应考者应对结构化学有一个全面和正确的认识。

具体要求如下：

1、在量子力学基础知识的基础上，弄清原子、分子和晶体中电子运动的基本规律，了解

Schrödinger方程得来的线索和用量子力学研究原子、分子结构的基本方法，理解波函数及波函

数的各种图形表示，掌握原子光谱项的推求。

2、了解分子轨道理论的基本原理，理解化学键的本质，掌握双原子分子结构与性质间的关

系，掌握双原子分子的振动和转动光谱的基本原理。

3、掌握分子的对称性和分子点群，了解分子对称性在研究分子结构中的作用。

4、了解杂化轨道理论，掌握一些常见的杂化轨道类型，了解休克尔分子轨道理论，理解分

子图及其应用，理解离域p键的形成、类型和共轭效应。

5、了解用量子力学研究配合物结构的基本方法，掌握晶体场理论的基本原理及其应用。

6、掌握晶体周期性结构的特点及晶体的各种性质。了解各类晶体结构的基本形式，理解

X-ray衍射的基本原理及其应用。

（三）本课程与相关课程的关系

《结构化学》是以量子力学理论为基础，联系无机化学、有机化学等大量实验事实讨论原子、

分子化学键理论的一门学科。学习本课程需具备高等数学、大学物理、线性代数、无机化学、

有机化学等课程基础。

二、课程内容与考核目标

第一章量子力学基础知识

（一）课程内容

本章简要介绍了量子力学产生的背景、量子力学基本原理及其简单应用。

（二）学习要求

了解量子力学产生的背景，理解微观粒子的运动规律，理解量子力学的基本假设，掌握量子

力学基本原理的简单应用。

（三）考核知识点和考核要求

1、领会：微观粒子的运动规律，能量量子化，光的波粒二象性，薛定谔方程的意义及其算

符表示式，波函数的正交归一性，力学量和算符之间的关系，本征方程、本征值和本征函数，量

子数、零点能、节点和离域效应，简并态和简并度，量子力学处理微观体系的一般方法，量子力

学处理结果的物理意义和说明。

2、掌握：实物微粒的波粒二象性及不确定关系，波函数和微观粒子的状态、概率和概率密

度，波函数的合格化条件，一维势箱模型及其应用。

第二章原子的结构与原子光谱

（一）课程内容

本章介绍了单电子原子的Schrödinger方程及其解、量子数与波函数、多电子原子结构与原

子轨道、电子自旋与Pauli原理以及原子的状态和原子光谱。

（二）学习要求

懂得H原子及类H离子Schrödinger方程一般解的结果，掌握量子数的取值和物理意义；理

解原子轨道、电子云、径向分布函数以及原子轨道能量和能级等基本概念；了解波函数和电子云

的各种图示法，了解电子自旋与Pauli原理，掌握原子光谱项和基谱项的推求。

（三）考核知识点和考核要求

1、领会：单电子原子的波函数，实函数和复函数之间的区别和联系，波函数和电子云的各

种图形表示（电子云图、径向分布图、原子轨道角度分布图及空间分布图）及物理意义，中心势

场模型，屏蔽效应和钻穿效应，电子自旋与Pauli原理，氢原子光谱和碱金属原子光谱。

2、掌握：量子数（主量子数、角量子数、磁量子数、电子自旋量子数和自旋磁量子数）的

取值、物理意义及相关计算，概率、概率密度、平均距离等物理量的计算。原子光谱项、光谱支

项和基谱项的推求。

第三章分子的对称性和点群

（一）课程内容

本章介绍了分子对称性、分子点群、群的表示以及分子对称性与分子偶极矩和分子旋光性的

关系。

（二）学习要求

理