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导
言
物理化学
是运用物理的基本原理和实验方法来说明化学变
化的原因的学科。
包含三方面的内容：
化学变化的方向和限度问题（化学热力学）
化学反应的速率和机理问题（化学动力学）
物质的微观结构和性能之间的关系（物质结构、结构化学）
化学→物理化学→物质结构 （结构化学）
量子化学
理论化学
计算化学
《结构化学》课程简介
• 是一门在原子、分子水平上讨论物质的
微观结构的学科。
• 以量子力学为基础，结合无机化学、有
机化学的实验事实，讨论原子、分子的
化学键理论；了解“化学键决定物质结
构，结构决定性质”。
• 在更高层次上解释各种化学现象。
课程内容
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第一章
第二章
第三章
第四章
第五章
第六章
第七章
量子力学基础
原子的结构和性质
共价键和双原子分子的结构化学
分子的对称性
多原子分子中的化学键
配位化合物的结构和性质
晶体结构和晶体的性质
教材：
周公度《结构化学基础》(第三版)，北京大学出版社，2002
参考书：
潘道皑《物质结构》(第二版)，高等教育出版社，1989
徐光宪《物质结构》(第二版)，北京高等教育出版社，1987
学时：72 (周4学时)
物理：
研究物质运动的一般规
律和物质的基本结构。
（不涉及组成的变化）
物体运动
经典力学：牛顿三定律－宏
观物体运动
量子力学：几个基本假设－
微观物体运动（原子核、电
子），经典力学是其特例。
认识上的提高，思维方式上
的提高，辨证的看问题（任
何规律都有其适用范围）。
化学：
研究物质组成及其变化。
在量子化学出现以前，化学是一
门实验科学。
量子化学：用量子力学来解决化
学问题。
1998年诺贝尔化学奖授予W.Kohn
和J.A.Pople。颁奖公告说：“量
子化学已经发展成为广大化学家
所使用的工具，将化学带入一个
新时代，在这个新时代里实验和
理论能够共同协力探讨分子体系
的性质。化学不再是纯粹的实验
科学了”。
物质结构
(静态结构、动态结构)
电子结构
几何结构
化学键理论（量子化学）
分子、晶体几何构型
物质性质
具体解决的问题：
热力学数据、光谱、分子结构数据、化学反应、有机分子活性、反应中间体的性质
现状：解释实验现象，指导实验－分子工程、分子设计。
量子化学发展史
1900年 Planck 能量量子化
1905年 Einstein 光子说
1913年 Bohr 原子结构模型 ----旧量子论
1926年和1927年，Heitler、schrodinger、测不准原理和薛定谔方程 ---量子力学的
诞生
1927年 Heitler、London 量子力学-氢分子，解释化学键 —量子化学的诞生
1928年，Mulliken 最早的分子轨道理论
1931年 Hueckel 苯分子共轭体系的处理
1931年 Berthe 配位场理论
Pauling 价键理论 ---1954年度的诺贝尔化学奖
1952年 Fukui 前线轨道理论
1965年 Woodward、Hoffmann 分子轨道对称性守恒理论
-----------1981年度的诺贝尔化学奖。
Pople Gaussian
Kohn Density Functional Theory
-------------1998年诺贝尔化学奖。
价键理论、分子轨道理论、配位场理论是量子化学描述分子结构的三大基础理论。
楷模们的集体照
学习目的:
1. 掌握微观物质运动的基本规律——量子力
学基础，获得原子、分子和晶体结构的基
本理论和基础知识，深入理解结构和性能
之间的关系，从而在更高层次上解释各种
化学现象。
2. 掌握一些认识和探索微观世界的现代科学
理论和实验方法
3. 学会一种探索、创新的学习方法