无机化学课程教学大纲

《无机化学》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程代码：2、课程名称（中/英文）：无机化学/Inorganicchemistry3、学时/学分：理论48学时（自学20）、实验40学时/3.5学分4、开课院系：药学院5、开课教研室：药物分析教研室6、授课对象：药学院各专业本科生7、教材及参考书：教材：无机化学（人民卫生出版社，张天蓝主编）参考书：（1）王国清编，《无机化学》，北京：中国医药出版社，2015（2）戴安邦编，《无机化学丛书》第十二卷《配位化学》，北京：科学出版社，1987（3）华彤文编，《普通化学原理》，北京：北京大学出版社，2005（4）宋天佑编，《无机化学》，北京：高等教育出版社，2010（5）化学发展简史编写组，《化学发展简史》，北京：科学出版社，1980二、课程简介教学目的：无机化学是药学院各专业重要基础课程之一。它的首要任务是使学生掌握必要的理论基础知识，即原子结构、分子结构等微观结构理论，水溶液中的沉淀反应、酸碱反应、氧化还原反应、配位化合物反应等四大平衡理论知识。其次，在基础理论的指导下，去研究和认识元素及其化合物的性质和化学反应的条件等。此外，在大学第一学年的无机化学教学过程中，要注意培养学生分析问题、解决问题的能力，逐渐完成从中学在学习方法上的过渡，使学生在听课、查阅参考文献、自学等方面有一个突跃。有效地调动学生学习的自觉性及创造性，为后续课程及进一步深造打下较为广泛而扎实的基础。教学方法与教学手段：教学方法：无机化学课程教学过程中，教师以讲授法为主，结合提问法、讨论法和启发式教学原则，注重师生的互动参与，培养学生动脑、组织、思维等能力，提高教学效率。无机化学大体上分为理论部分和元素部分。理论部分系统性、理论性、逻辑性均较强，因此还是以讲授法为主，要系统地、全面地讲授，要讲练结合，不能就理论而理论，要结合具体的例子进行分析，把概念及概念间的联系和区别阐述清楚，把理论的要点叙述清楚，要求学生将理论的应用及有关计算牢固掌握。元素部分主要以学生自学为主，重点内容以点带面，举一反三。主族元素和副族元素各选一族元素为代表，从元素的通性、单质的制备、性质、用途到化合物的制备、性质、结构和特殊药物的用途，应用理论部分的相关知识去分析总结，得出一些规律，然后运用这些规律和有关结果、结论推广到其他各族元素中。在掌握共性的同时，还要抓住各族元素之间的差异性和某些元素的特殊性。教学手段主要有：计算机多媒体课件、分子模型实物、自制多面体教学模具、实验演示。特别是计算机多媒体的应用，使微观粒子的变化形象化、可视化，克服传统教学模式中的某些弊端，促进了教学效果提高。这种多种手段的教学模式既可取代传统教学方式，也可与传统教学方式相结合使用，逐步充实课堂教学。此外，介绍无机化学的前言动态、新技术、新方法，使学生对无机化学产生浓厚的学习兴趣。三、教学内容和基本要求教学内容和时数：序号授课内容授课时数1第一章原子结构82第二章分子结构123第三章溶解与沉淀44第四章酸与碱85第五章氧化还原66第六章配位化合物107第七章s区元素4(自学)8第八章d区、ds区和f区元素8(自学)9第九章p区元素8(自学)合计48(自学20)第一章原子结构[目的要求]掌握：四个量子数的物理意义和它们的合理取值，量子数组合和轨道数的关系；基态原子核外电子的排布（Pauli不相容原理、能量最低原理、Hunt规则）；元素周期表中的周期、族、区的划分与原子核外电子排布的关系；根据原子的核外电子排布或价层电子组态确定元素在周期表中的位置。熟悉：原子轨道与波函数、概率、概率密度与电子云；s、p、d原子轨道的角度分布图和径向分布函数图的意义及特征；屏蔽效应和钻穿效应对轨道能级的影响；多电子原子的近似能级；原子的核外电子排布与元素性质周期性变化关系；有效核电荷、原子半径、元素的电力能、电子亲和能及电负性的变化规律。了解：氢原子的Bohr模型假设、贡献及不足之处，基态、激发态、跃迁的概念，波粒二象性、不确定原理、波动方程的意义。[教学时数]理论8学时，实验2学时[讲授内容]第一节氢原子结构的Bohr模型一、Bohr模型建立的基础（一）氢原子光谱（二）能量量子化和光的波粒二象性二、Bohr模型（一）定态假说（二）量子化条件假说（三）频率假说第二节氢原子结构的量子力学模型（重点）一、微观粒子运动的基本特征（一）微观粒子的波粒二象性（二）不确定原理与微观粒子运动的统计性规律（难点）二、波函数与量子数（一）薛定谔方程与波函数（难点）（二）量子数（三）概率密度与电子云三、波函数的图形表示（难点）（一）角度分布图（二）径向分布函数图第三节多电子原子的结构（重点）一、多电子原子轨道能级（一）屏蔽效应（二）多电子原子的原子轨道近似能级二、原子的核外电子排布（一）Pauli不相容原理（二）能量最低原理（三）Hunt规则第四节原子的电子组态与元素周期表（重点）一、能级组与周期二、价层电子组态与族三、元素的划分第五节元素基本性质的周期性变化规律一、原子半径二、电离能电子亲合能三、电负性（重点）第二章分子结构[目的要求]掌握:离子键理论、晶格能概念、离子电荷、半径、电子组态的三个特征及对离子键强度的影响；共价键理论、共价键的方向性和饱和性、σ键和π键；杂化轨道理论；分子间力和氢键的概念、特点及对物质某些物理性质的影响。熟悉：各种键参数的含义，离子键和共价键的区别，键的极性和分子的极性之关系，成键电子对和孤电子对，判断简单分子的形状。了解：分子轨道理论，物质的性质与分子结构的关系，离子极化和键的极性关系，构成晶体的分子、离子或原子在空间的排列与晶体的性质。[教学时数]理论12学时，实验2学时[讲授内容]第一节离子键一、离子键的形成与特点二、离子键的强度三、离子的电荷、半径和电子组态四、离子极化第二节共价键（重点）一、经典共价键理论二、现代共价键理论（一）共价键的本质（二）共价键的特点（三）共价键的类型（四）杂化轨道李伦（重点）三、分子轨道理论（难点）四、键参数（一）键的极性（二）键能（三）键长与键角第三节分子的形状与极性一、价层电子对互斥模型（自学）二、分子的极性第四节分子间作用力（重点）一、范德华作用力二、氢键第五节晶体结构简介一、离子晶体二、分子晶体三、原子晶体四、金属晶体第三章溶解与沉淀[目的要求]掌握：难溶电解质的组成与溶度积常数表达式的关系，溶度积常数与溶解度的互相换算，关于沉淀的形成和转化的计算，涉及同离子效应的浓度计算。熟悉：盐效应和弱电解质的形成对溶解−沉淀平衡的影响。了解：离子晶体和分子晶体的溶解过程，热效应和熵效应。[教学时数]理论4学时，实验4学时[讲授内容]第一节溶解一、离子晶体和分子晶体的溶解二、溶解焓和溶解熵（难点）第二节溶解−沉淀平衡（重点）一、溶度积规则二、溶度积常数与溶解度三、选择性沉淀第三节影响溶解−沉淀平衡的因素（重点）一、同离子效应和盐效应二、沉淀的转化三、弱电解质的形成四、氧化还原反应第四章酸与碱[目的要求]掌握：质子酸碱概念，共轭酸碱对的概念及强度关系，弱酸、弱碱、两性物质和含有同离子的溶液中氢离子浓度的计算，缓冲溶液的概念及作用机制。熟悉：缓冲溶液的选择、配制、及性能的影响因素。稀释效应了解：盐效应，Lewis酸碱的概念。[教学时数]理论8学时，实验8学时[讲授内容]第一节质子酸碱概念（重点）一、共轭酸碱对二、两性物质和质子自递第二节酸碱反应一、水的质子自递反应二、酸-水、碱-水质子传递第三节酸碱平衡中的浓度计算一、一元酸碱（重点）二、多元酸碱三、两性物质（难点）第四节浓度对酸碱平衡的影响一、稀释效应二、同离子效应（重点）三、缓冲溶液（重点）第五章氧化还原[目的要求]掌握：氧化还原反应的特征、实质、及配平，标准氢电极，电极电势及电动势的计算，判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向，标准平衡常数与电动势的关系及计算，元素电势图的应用。熟悉：原电池的书写，电池反应，电池电动势，标准吉布斯自由能变化与标准平衡常数之关系。了解：涉及有机物的氧化还原反应的配平，双电层理论，电势-pH图的应用。[教学时数]理论6学时，实验4学时[讲授内容]第一节氧化还原基本概念及反应方程式的配平一、基本概念二、氧化剂和还原剂三、氧化还原反应式的配平第二节电极电势和电池电动势（重点）一、原电池二、电极电势（一）产生原因（难点）（二）标准氢电极三、氧化还原反应的方向与限度四、影响电极电势的因素五、电极电势的应用第三节元素电势图及其应用一、元素电视图二、电势-pH图第六章配位化合物[目的要求]掌握：配合物的定义、组成（配位数、内界和外界）、命名；配合物的价键理论、晶体场理论；中心离子d轨道在八面体场中的能级分裂，晶体场稳定化能的概念，中心离子和配体对分裂能的影响，分裂能和电子成对能的相对大小对d电子排布的影响，d电子排布与配合物磁矩、颜色和相对稳定性关系；配位平衡中的有关计算。熟悉：多齿配体、螯合物特殊稳定性，酸碱平衡、沉淀平衡、氧化还原平衡对配位平衡的影响。了解：配合物的键合异构、顺反异构现象；生物体内的配合物，配合物药物的应用。[教学时数]理论10学时，实验4学时[讲授内容]第一节配合物的组成、命名和异构现象一、组成（重点）二、命名（重点）三、键合异构、几何异构第二节配合物的化学键理论（重点）一、配合物的价键理论二、配合物的晶体场理论（难点）第三节配位平衡（重点）一、配位平衡常数二、影响配合物稳定性的因素三、配位平衡的移动（难点）第四节生物体内的配合物和配合物药物一、生物体内的配合物二、配合物药物第七章s区元素[目的要求]掌握：s区元素的通性，NaOH、KOH的性质。熟悉：Na2O2、NaO2、CaO、碱土金属氢氧化物和s区元素常见盐类的性质。了解：s区元素的生物学效应及常用药物的性质和临床应用，Na+、K+、Ca2+、Ba2+离子的分析鉴定。[教学时数]理论4学时（自学为主）[讲授内容]第一节s区元素的通性第二节s区元素单质及化合物性质（重点）一、单质二、氧化物和氢氧化物三、常见盐类四、配合物五、对角线规则六、离子鉴定第三节s区元的生物学效应及常用药物一、主要生物学效应二、常用药物第八章d区、ds区和f区元素[目的要求]掌握：d区、ds区元素的通性，铬酸盐、重铬酸盐、高锰酸钾、二氧化锰、铁（Ⅱ、Ⅲ）、铜（Ⅱ）、锌（Ⅱ）、贡（Ⅰ、Ⅱ）盐的性质。熟悉：d区、ds区元素配位化学特征及常见化合物颜色特征，常见d区、ds区元素氧化物和氢氧化物的性质。了解：d区、ds区单质的主要物理性质及化学性质，f区元素的通性和重要化合物的性质，常见过渡元素生物效应及常用药物的性质和临床应用，某些元素的生物毒性。Cr3+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、Ag+、Zn2+、Hg2+、Hg22+离子的分析鉴定及常用药物。[教学时数]理论8学时（自学为主）[讲授内容]第一节d区和ds区元素的通性一、原子结构特征与元素性质的关系（重点）二、单质的物理性质三、单质的化学性质及化合物特征（一）金属活泼性及反应性能（二）氧化态特征（三）化合物的的颜色特征（重点）（四）氧化物及其水合物的酸碱性（五）配合物（重点）第二节铬和锰一、铬和锰单质的性质及用途二、铬和锰的重要化合物三、铬、锰离子鉴定及常用药物（重点）第三节铁系元素和铂一、铁及化合物二、钴、镍的重要化合物三、铁、钴、镍离子鉴定及常用药物（重点）第四节铜和银、锌和汞一、单质的性质及用途二、铜和银的重要化合物三、锌和贡的重要化合物四、铜和银、锌和汞离子鉴定及常用药物（重点）第五节d区、ds区元素的生物学效应及常用药物一、铁的生物功能二、锌和铜的生物功能三、铬、锰、钒的生物功能四、汞和镉的毒性（重点）五、常用药物第六节f区元素一、镧系元素的原子结构和元素性质二、镧系元素的重要化合物三、稀土元素的生物学效应及常用药物四、锕系元素概述第九章p区元素（自学为主）[目的要求]掌握：p区元素的通性，单质、氧化物、氢化物、含氧酸及盐的基本性质、结构、用途，熟悉：p区元素含氧酸的类型、结构、性质特点。了解：卤素、拟卤素、多卤化物的及应用，重要离子的分析鉴