課程概述
教學目標:《無機化學原理》是化學類本科生的第一門化學基礎課。因此通過《無機化學原理》課程的學習既要使學生掌握無機化學學科自身豐富的教學內容,又要為後續課程做好必要準備。通過本課程的學習,完成學生從中學到大學在學習方法和思維方式方面的過渡;為學生未來的奮鬥與拚搏提供可靠的化學基礎;並培養學生的創新能力。
教學內容:講述基本化學原理、包括化學熱力學和化學動力學初步;原子結構、分子結構、晶體結構和配位化合物結構基礎;化學平衡(並包含酸鹼解離平衡、沉澱溶解平衡、氧化還原反應和配位解離平衡)等內容。本課程內容依據教材,把各章節的重點難點提煉出來,難度略高於教材。可作為教材內容難點、重點的重要補充材料。
教學設計與方法:為進一步提高教學內容的設置對人才培養目標的達成度,根據《化學專業類培養方案‧2015
年版》,我們進行了課程的重組和整合,實現課程體系的整體優化,課程體系更能體現基礎性、科學性、系統性和前沿性。體現厚基礎、寬口徑和重視專業基本素養和能力的培養。通過總結和習題引導學生更好的掌握知識,提高解決問題的能力。
教學活動與評價:除了每學期理論課程學習,我們還專門安排了習題課與討論課,處理學生在學習中遇到的困惑和難題。另外,重視化學實驗在化學教學中的地位,使學生真正理解化學是一門建立在實驗科學基礎上的學科。在多年的教學評價中,我們都得到了學生們高度的評價,認為課程覆蓋面廣、實用性高,能夠強調化學與環境科學、生命科學和材料科學方面的聯繫,能夠啟發學生瞭解化學在提高和改善人類生活質量和水平方面的巨大作用。
教學單元
01
序章:緒論
介紹化學學科的基本狀況與本課程的學習要求、學習方法1)什麼是化學?2)化學包括哪些學科分支?3)化學面臨的機會與挑戰是什麼?4)「無機化學原理」究竟學習什麼?5)如何學好「無機化學原理」?
課時
1.1化學的定義
1.2化學發展史
1.3化學與社會發展的關係
02
第一章 化學基礎知識
氣體的狀態方程 混合氣體的分壓定律
氣體擴散定律氣體分子的速率分佈和能量分佈溶液濃度的表示方法溶液的飽和蒸汽壓稀溶液的依數性晶體和非晶體對稱性晶體和點陣晶系和點陣型式晶胞
課時
1.1氣體
1.2液體和溶液
1.3固體和晶體
03
第二章 化學熱力學基礎
熱力學:化學反應熱效應;兩種特定條件下的反應熱(Qp、QV);焓變ΔH;熱化學方程式書寫;
幾種反應熱的計算:Γ定律;由標準生成熱(焓)計算反應熱;由鍵能估算反應熱;由燃燒熱計算反應熱;Qp與Qv關係。瞭解狀態函數的意義,瞭解化學反應中的焓變在一般條件下的意義;
初步掌握化學反應的標準摩爾焓變(ΔrHө m)的計算。
課時
2.1熱力學第一定律
2.2熱化學
2.3化學反應的方向
04
第三章 化學反應速率
初步瞭解化學反應速率、速率方程、碰撞理論、過渡狀態理論和活化能概念;體會動力學和熱力學的聯繫與區別;理解並會用濃度、溫度、催化劑諸因素解釋其對化學反應速率的影響;初步掌握阿侖尼烏斯公式的應用,會用其求活化能及某溫度下的反應速率;活化能與反應熱關係;理解反應分子數和反應級數的概念,會進行基元反應有關的簡單計算;初步掌握零級、一級和二級反應的特徵。
課時
3.1反應速率定義
3.2反應速率與反應物濃度的關係
3.3反應機理
3.4反應物濃度與時間的關係
3.5反應速率理論簡介
3.6溫度對化學反應速率的影響
3.7催化劑與催化反應簡介
05
第四章 化學平衡
化學平衡的特點化學平衡常數標準平衡常數Kө反應商與平衡常數用Q判斷反應的方向反應的耦合與多重平衡溫度對平衡常數的影響化學平衡的移動
課時
4.1化學平衡狀態
4.2化學反應進行的方向
4.3標準平衡常數和標準摩爾吉布斯自由能的關係
4.4化學平衡的移動
06
第五章 原子結構和元素週期律
原子結構理論的發展簡史;核外電子的運動狀態
;多電子原子核外電子排布及元素週期表;元素的基本性質及週期性的變化規律。能認識電子微粒運動所具有的特徵:即波粒二象性特徵,測不准特性,運動軌道不確定性,掌握描述描述電子的運動狀態的方法;掌握|ψ|2所代表的意義,電子雲圖的意義。明確n、l、m、ms
4個量子數所代表的意義以及如何對應核外電子運動軌道。根據能量最低原理、Pauli不相容原理、Hund規則,可以寫出基態原子的電子排布式。熟悉元素週期表特點、分區及價層電子構型的關係,元素週期表反映的週期律其內在因素是核外電子排布的週期性變化本質原因。
課時
5.1近代原子結構理論的確立
5.2微觀粒子運動的特殊性
5.3核外電子運動狀態的描述
5.4核外電子的排布
5.5元素週期表
5.6元素基本性質的後期型
07
第六章 分子結構和共價鍵理論
雜化軌道分子軌道理論重點和難點為共價鍵與分子軌道理論,而結構與物性的關係則是需要大家認真體會和應用的側重點!
課時
6.1路易斯理論
6.2價鍵理論
6.3雜化軌道理論
6.4價層電子對互斥理論
6.5分子軌道理論
08
第七章 晶體結構
離子晶體與離子鍵強度(自學)金屬晶體與金屬鍵強度;離子極化與過渡型晶體;氫鍵與分子間作用能;晶體的特點與類型。這一章是化學的核心,因為結構決定性質。如白磷、紅磷的結構不同,性質也不同;石墨、金剛石和C60等的結構不同,性質也不同。這一章重點講授共價鍵,離子鍵以及分子幾何構型,金屬晶體,原子晶體和離子晶體的晶體結構。另外我們也討論分子間的作用力以及對分子晶體的一些性質的影響。
課時
7.1分子晶體和分子間作用力
7.2離子晶體和離子鍵
7.3離子極化
7.4金屬晶體和金屬鍵
7.5原子晶體和混合晶體
09
第八章 酸鹼解離平衡
電解質溶液——熱力學原理在溶液體系中的實踐;掌握強弱電解質溶液模型、離子強度、活度與活度係數概念。酸鹼理論——掌握質子論、電子論概念,瞭解拉平與區分效應;酸鹼溶液中的基本關係式緩衝溶液
課時
8.1弱酸和弱鹼的解離平衡
8.2鹽的水解
8.3電解質溶液理論和酸鹼理論的發展
10
第九章 沉澱溶解平衡
溶度積常數solubility product constant溶度積與溶解度之間的關係溶度積規則及其應用沉澱溶解平衡的移動
課時
9.1溶度積常數
9.2沉澱生成的計算和應用
9.3沉澱的溶解和轉化
11
第十章 氧化還原反應
主要介紹氧化數的概念及離子-電子法配平氧化還原反應方程式。著重討論原電池的結構及電極電位的產生、測定、電極電位和原電池電動勢的Nernst方程,以及電極電位的應用
掌握氧化還原反應概念、氧化還原反應方程式的配平及氧化值的計算。掌握原電池的結構,電極類型,能正確地書寫電池組成式,熟悉正、負極反應的特點。掌握電極電位產生的原因和標準電極電位的概念,掌握電極電位和電池電動勢的Nernst方程。能將一個氧化還原反應拆分成兩個半反應並組成電池,計算其電池電動勢力並判斷氧化還原反應的方向。會利用標準電動勢E⊖計算氧還反應的平衡常數,溶度積及解離常數等。
課時
10.1氧化還原反應和原電池
10.2電池反應的熱力學
10.3影響電極電勢的因素
10.4化學電源和電解
10.5圖解法談論電極電勢
12
第十一講 配位化學
配合物的基本概念,包括定義、組成、命名、分類等;配合物的化學鍵理論主要有價鍵理論、晶體場理論、分子軌道理論;配位平衡,配合物生成反應的平衡常數,配合物穩定性的判斷;配位平衡與解離平衡、沉澱平衡、氧化還原平衡、其它配位平衡等的競爭,對反應方向的影響。掌握配合物的基本概念(定義、組成、分類、命名和配位鍵的本質);瞭解配合物的異構現象,能夠由名稱寫出分子式;理解配合物的價鍵理論和晶體場理論,並能夠用以解釋或推測一些配合物的幾何結構、磁矩、相對穩定性和顏色;掌握配位平衡的基本計算技能,熟悉酸鹼平衡、沉澱平衡和氧化還原平衡與配位平衡的相互影響;瞭解配合物在實踐和生物體內生命過程的應用。
課時
11.1配位化合物的基本概念
11.2配位化合物的價鍵理論
11.3配位化合物的晶體場理論
11.4配位化合物的穩定性
課程列表
名稱 時間長度
第01講 1.1.1飽和蒸氣壓 - 視頻1.1飽和蒸氣壓.mp4
第02講 1.2.1單組分體系相圖 - 視頻1.2單組分體系相圖.mp4
第03講 1.3.1拉烏爾定律 - 視頻1.3拉烏爾定律.mp4
第04講 1.4.1膠體的聚沉 - 視頻1.4膠體的聚沉.mp4
第05講 1.5.1溶劑的區分效應和拉平效應 - 視頻1.5溶劑的區分效應和拉平效應.mp4
第06講 2.1.1Arrhenius公式與應用 - 視頻3.1Arrhenius公式與應用.mp4
第07講 2.2.1c-t積分關係 - 視頻3.2c-t積分關係.mp4
第08講 2.3.1過渡態理論中的Ea - 視頻3.3過渡態理論中的Ea.mp4
第09講 2.4.1催化動力學 - 視頻3.4催化動力學.mp4
第10講 3.1.1質子酸鹼理論 - 視頻4.1質子酸鹼理論.mp4
第11講 3.2.1緩衝溶液及其應用 - 視頻4.2緩衝溶液及其應用.mp4
第12講 3.3.1多元弱電解質的解離計算 - 視頻4.3多元弱電解質的解離計算.mp4
第13講 3.4.1金屬離子的水解規律 - 視頻4.4金屬離子的水解規律.mp4
第14講 4.1.1難溶無機鹽溶解的熱力學 - 視頻5.1難溶無機鹽溶解的熱力學.mp4
第15講 4.2.1溶度積規則 - 視頻5.2溶度積規則.mp4
第16講 4.3.1沉澱溶解平衡的移動 - 視頻5.3沉澱溶解平衡的移動.mp4
第17講 5.1.1氧化還原反應方程式的配平 - 視頻6.1氧化還原反應方程式的配平.mp4
第18講 5.2.1電極電勢的應用 - 視頻6.2電極電勢的應用.mp4
第19講 5.3.1電勢數據的圖示法 - 視頻6.3電勢數據的圖示法.mp4
第20講 5.4.1電極電勢的圖示法 - 視頻6.4電極電勢的圖示法.mp4
第21講 5.5.1氧化態圖 - 視頻6.5氧化態圖.mp4
第22講 6.1.1配合物異構現象-化學結構異構 - 視頻7.1配合物異構現象-化學結構異構.mp4
第23講 6.2.1配合物異構現象-立體異構 - 視頻7.2配合物異構現象-立體異構.mp4
第24講 6.3.1價鍵理論 - 視頻7.3價鍵理論.mp4
第25講 6.4.1晶體場理論 - 視頻7.4晶體場理論.mp4
第26講 6.5.1配合物的自旋態 - 視頻7.5配合物的自旋態.mp4
第27講 6.6.1晶體場穩定華能CFSE - 視頻7.6晶體場穩定華能CFSE.mp4
第28講 6.7.1配合物的顏色 - 視頻7.7配合物的顏色.mp4
第29講 6.8.1配位化合物中的反饋鍵 - 視頻7.8配位化合物中的反饋鍵.mp4
第30講 6.9.1及酸配合物 - 視頻7.9及酸配合物.mp4
第31講 6.10.10軟硬酸鹼理論 - 視頻7.10軟硬酸鹼理論.mp4
第32講 6.11.11EAN規則 - 視頻7.11EAN規則.mp4
第33講 6.12.12生物化學中的配位化合物 - 視頻7.12生物化學中的配位化合物.mp4
第34講 7.1.1原子結構的近代概念 - 視頻8.1原子結構的近代概念.mp4
第35講 7.2.1微觀粒子的波粒二象性 - 視頻8.2微觀粒子的波粒二象性.mp4
第36講 7.3.1波函數和4個量子數 - 視頻8.3波函數和4個量子數.mp4
第37講 7.4.1波函數及其空間圖像 - 視頻8.4波函數及其空間圖像.mp4
第38講 7.5.1多電子體系能級的複雜性 - 視頻8.5多電子體系能級的複雜性.mp4
第39講 7.6.1原子核外電子排布 - 視頻8.6原子核外電子排布.mp4
第40講 7.7.1元素週期性-原子半徑 - 視頻8.7元素週期性-原子半徑.mp4
第41講 7.8.1元素週期性-電離能、電子親和能、電負性和氧化數 - 視頻8.8元素週期性-電離能、電子親和能、電負性和氧化數.mp4
第42講 8.1.1雜化軌道理論 - 視頻9.1雜化軌道理論.mp4
第43講 8.2.1價層電子對互斥理論 - 視頻9.2價層電子對互斥理論.mp4
第44講 8.3.1分子軌道理論 - 視頻9.3分子軌道理論.mp4
第45講 8.4.1氧分子和氟分子的分子軌道式 - 視頻9.4氧分子和氟分子的分子軌道式.mp4
第46講 8.5.1B2、C2、N2及異核雙原子分子的分子軌道 - 視頻9.5B2、C2、N2及異核雙原子分子的分子軌道.mp4
第47講 9.1.110.1晶格能的計算和應用 - 視頻10.1晶格能的計算和應用.mp4
第48講 9.2.110.2金屬鍵的能帶理論 - 視頻10.2金屬鍵的能帶理論.mp4
第49講 9.3.110.3金屬鍵的能帶理論的應用 - 視頻10.3金屬鍵的能帶理論的應用.mp4
第50講 9.4.110.4氫鍵的定義和實驗證據 - 視頻10.4氫鍵的定義和實驗證據.mp4
第51講 9.5.110.5生命體系中的氫鍵 - 視頻10.5生命體系中的氫鍵.mp4
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