配位化学-2023研究生

马丽,苑立博

目录

  • 1 课程要求
    • 1.1 课程执行大纲
    • 1.2 参考教材
  • 2 引言
    • 2.1 配位化学简介
  • 3 配合物的基础知识
    • 3.1 配位化学的发展史
    • 3.2 配合物的基础知识
  • 4 配合物的空间结构和异构现象
    • 4.1 配合物的空间结构
    • 4.2 配合物的异构现象
  • 5 配合物的化学键理论
    • 5.1 价键理论
    • 5.2 晶体场理论
    • 5.3 分子轨道理论
  • 6 配合物的合成
    • 6.1 经典合成法
    • 6.2 新型合成方法
  • 7 配合物的反应动力学及机理
    • 7.1 配合物的取代反应
    • 7.2 配合物的氧化还原反应
  • 8 配合物的电子光谱与磁学性质
    • 8.1 配合物的电子光谱
    • 8.2 配合物的磁学性质
  • 9 配位化学前沿介绍
    • 9.1 金属有机及簇状化合物
    • 9.2 生物无机及富勒烯
    • 9.3 超分子化学
课程执行大纲

《配位化学》教学执行大纲

 

课程基本信息

课程名称:配位化学

课程代码CH4406

课程类别:专业平台课           

课程性质:专业修课

授课教师:马丽                 

所在学院:化学化工学院

开课班级:化学1801-1804       

面向专业: 化学、应化

   分:2

二、预期学习成果(教学目标,同一门课程所有开课班应一致)

(一)课程教学目标:

在课程结束时,学生需要能够:了解与配位化学有关的国计民生问题、配位化学的历史、兴起与发展;掌握各种配合物以及配位化学与其它学科(无机化学、有机化学、物理化学、材料科学、生命科学等)的相互紧密联系和交叉渗透,掌握化学键理论、配合物的光谱和磁性及其应用;了解配合物在各个方面的广泛应用。展望配位化学发展的新趋势、新特点。了解国内外发展现状,看到国内外的差距,激发学习动力。

(二)预期学习成果:

1. 基础知识:

掌握配位化合物的组成与立体结构;

掌握配合物的化学键理论及其在配合物性质中的应用;

掌握配合物磁性、活性、颜色等性质的判断方法

2.应用:

能写出配合物的立体异构体;

能利用化学键理论解释配合物的相关性质(颜色、磁性和活性等);

能够利用配合物的性质来推导配合物的结构

3.综合:

能够将配合物的化学键理论配合物的结构、配合物的性质(如颜色、磁性、反应活性)相联系,由结构解释性质、由性质推导结构

能运用所学知识,分析一般的配位化学问题,总结和归纳化学反应的规律与化合物的主要性质。

4.人文维度

能够判断生活当中的一些问题与配位化学的联系;

配位化学在生产实践中的重要作用有一个比较深刻的了解。

5.关心

    有兴趣了解配位化学在生活、生产当中的应用

6.学会学习

能够解释一些常见的化学现象;

掌握科学的学习方法,具备进行科学思维的能力和自学能力;

知道配位化学对于化学专业课程学习的意义,为后续课程的学习打下基础。

(三)对毕业要求的支撑: 

1. 让学生掌握配位化学的综合知识;

2. 培养学生具有一定分析化学问题的能力;

3. 培养学生的解决问题的能力。

 

三、授课计划(基本教学内容与学时安排,同一门课程所有开课班应基本一致)注:(计划是以每次课堂为组织单元,对各种资源进行有效地组织,明确课前应该看哪些资源、课上讲授内容等;目的是让学生了解该门课程主要内容及学时安排,引导学生自主学习,因此请以知识单元为基本进行组织,同时将考核环节各项要求体现在学时中。)

 

日期

讲次

教学内容

学时分配

 

对学生要求

课前

课上

课后


1

第一章 引言,

第二章 配合物的基础知识:2.1 配位化学发展史

 

课堂讲授】:

1. 介绍配位化学的课程情况,课时安排,考核方式等。

2. 通过对维尔纳的介绍,鼓励学生勇于探索、敢于质疑的精神。

3. 布置作业与预习

2

预习(教材1-13页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题。

知识1:了解配位化学的重要性,应用价值及与其他学科相联系的关系;

2. 了解配位化学的发展历史。

能力:找出自己感兴趣的方向。

素养:鼓励学生勇于探索。

【强调】

1)考核方式:           

单元测试30%+PPT20%+期末考试50%

课时安排:

说明考核的大概时间

 

1. 上网查阅“维尔纳”的有关生平及资料。

2. 上网查阅与配位化学有关的诺贝尔奖的情况。


2

2.2配合物的基础知识:配合物的组成、定义;2.3配合物的分类

重点:配体的分类及方法。

难点:根据键合电子对配体分类。

课堂讲授】:

1. 讲授配合物定义,分析配合物的组成。

2. 通过分析配位键的形成来对配体进行分类。

3. 布置作业与预习。

2

预习(教材13-26页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题。

知识1:了解配合物的组成、定义及配体类型;

2.掌握配合物的分类及特点;

能力:1.能够对配体进行分类。

2.能对配合物进行分类。

3.能区分π-酸配体和π-配体。

 

1. 自主复习。

2. 独立完成PPT上的作业:举例说明π-酸配位体与π-配位体的成键特征和π-酸配合物和π-配合物的异同。

3. 独立完成作业(P29:10题)


3

2.4 配合物的命名,3.1第一节 配位数和配合物的空间结构(课堂小测验)

重点:配体的命名。

难点:配体的命名次序

课堂讲授】:

1. 分析配体的命名次序。

2. 分析配位数和配合物空间构型的联系。

3. 布置作业与预习

2

预习(教材30-40页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题。

知识1:掌握配合物的命名法则和命名;

2.掌握配位数与配合物空间结构的关系。

能力:1.能够对配合物进行命名;

2.能对配合物进行分类。

 

 

1.自主复习。

2.独立完成作业(P29:第7、8题)


4

3.2 配合物的异构现象

重点:配合物的立体异构。

难点:配合物立体异构体的书写。

课堂讲授】:

1. 分析八面体的顺反异构和面经异构。

2. 利用顺反异构和面经异构书写八面体的其他异构体。

3. 布置作业与预习

2

预习(教材40-57页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题

知识1:掌握配合物的构造异构。

2.掌握配合物的立体异构。。

能力:1.能够书写出配合物的所有立体异构;

2.能区分出光学异构体。

1.自主复习。

2.独立完成作业(P59:第1、13、14题)

3.画出:Ma2b2c2和Ma3bcd的所有立体异构体。


5

3.2 配合物的异构现象;

4.1配合物化学键理论的发展概况

重点:配合物的立体异构。

难点:配合物立体异构体的书写。

课堂讲授】:

1. 分析八面体螯合物立体异构体的书写方法。

2. 布置作业与预习

2

预习(教材13-18页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题

知识1:掌握配合物的立体异构。

2.了解化学键理论的发展。

能力:1.能够书写出八面体螯合物的所有立体异构体

2.能区分出光学异构体。

1.自主复习。

2.画出:M(gly)2a2的所有立体异构体,并指出其光学异构体。


6

4.2 价键理论

(课堂小测验

重点:价键理论的应用。

难点:利用价键理论判断配合物的磁性。

课堂讲授】:

1. 分析配位数和中心原子杂化的关系;

2. 分析利用价键理论判断配合物磁性的方法和步骤。

3. 布置作业与预习

2

预习(教材13-18页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题

知识掌握配合物的价键理论;

能力:能利用价键理论判断配合物的磁性。

1.自主复习。

2.独立完成作业(P29:第11题)

 


7

4.3晶体场理论

重点:d轨道在晶体场分裂及分裂能。

难点:CFSE的计算。

课堂讲授】:

1.分析d轨道晶体场中的分裂与配体距离的关系;

2.布置作业与预习

翻转课堂:引导学生讲解d轨道在四面体场中的分裂。

2

预习(教材95-

100页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题

知识1:掌握d轨道在晶体场中的分裂情况;

 2.掌握晶体场稳定化能的计算方法;

能力:1.能利用八面体场中d轨道分裂的分析方法,分析其他对称性场中的分裂情况。

2.能计算出给定配合物的晶体场稳定化能。

 

1.自主复习。

2.独立完成作业(P160:第1题)

 


8

4.3晶体场理论和配位场理论

重点:d电子在分裂后轨道中的排布。

难点:CFSE对配合物性质的影响。

课堂讲授】:

1. 分析电子在分裂后的d轨道中的填充。

2.布置作业与预习

(课堂小测验

 

2

预习(教材100-

105页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题

知识1:掌握d电子在分裂后的轨道中的填充;

 2.高低自旋配合物的判断。

能力:1.能利用晶体场理论解释配合物的热力学性质。

 

 

1.自主复习。

2.独立完成学习通上作业。

 


9

4.3晶体场理论和配位场理论

重点:d轨道分裂的结构效应。

难点:姜泰勒效应

课堂讲授】:

1. 分析结构效应产生的原因;

2. 分析姜泰勒效应产生的条件。

3.布置作业与预习

 

 

2

预习(教材106-

119页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题

知识1:掌握d轨道分裂的结构效应;

 2.掌握姜泰勒效应对配合物结构和性质的影响。

能力:1.能利用晶体场理论解释配合物的结构。

2.能判断配合物是否有姜泰勒效应。

 

1.自主复习。

2.独立完成PPT上作业。

 


10

4.4 分子轨道理论

重点:八面体场的分子轨道理论

难点:π分子轨道的形成

课堂讲授】:

1. 分析s成键分子轨道的形成。

2. 分析π成键分子轨道的形成

3.布置作业与预习

2

预习(教材119-

134页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题

知识1:掌握八面体配合物中s成键分子轨道的形成; 2.掌握八面体配合物中π成键分子轨道的形成;。

能力:1.分子轨道理论解释光谱化学序列。

2.能画出配合物的分子轨道能级图

1.自主复习。

2.独立完成PPT上作业。

 


11

5.1经典配合物的合成

重点:经典配合物的合成方法。

课堂讲授】:

1.对经典配合物的合成方法进行归纳。

2.布置作业与预习

(课堂小测验

2

预习(教材384-

396页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题

知识1:掌握解配合物合成的基本方法和手段

能力能合成相应配合物。

1.自主复习。

2.根据测试情况有针对性的复习。


12

5.2 特殊配合物的合成;其他方法合成配合物。

重点:特殊配合物的合成。

难点:模板法合成配合物。

课堂讲授】:

1.分析各种合成方法的优缺点。

2.布置作业与预习

布置PPT制作讲解作业

2

预习(教材396-

417页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题

知识1:掌握解其他合成方法的基本方法和手段

能力能利用模板法合成大环配体。

1.自主复习。

2.独立完成作业(P421:第1、2、3题)

 


13

6.1 配合物的反应动力学和机理:反应速率; 配合物的取代反应

重点:配合物的取代反应反应的机理;

难点:反位效应的应用。

【课堂讲授】:

1.分析取代反应的机理。。

2.布置作业与预习

 

2

预习(教材312-

324页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题

知识1掌握配合物取代反应的机理;

2.掌握配合物的反位效应。

能力1能判断配合物活性与惰性。

2.能利用反位效应合成配合物。

1.自主复习。

2.独立完成学习通上作业

 


14

6.2 配合物的取代反应

重点:配合物的取代反应反应的机理;

难点:配合物活性的判断。

【课堂讲授】:

1.分析取代反应的机理。。

2.布置作业与预习

2

预习(教材324-

344页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题

知识1掌握配合物取代反应的机理;

能力1能判断配合物活性与惰性。

 

1.自主复习。

2.独立完成作业(P382:第2、3题)


15

6.3 配合物的氧化还原反应;

7.1 配合物的电子光谱

重点:配合物的氧化还原反应的机理;

难点:用氧化还原反应机理来解释反应速率。

【课堂讲授】:

1.氧化还原反应的机理。

2.布置作业与预习

(课堂小测验)

2

预习(教材353-

380页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题

知识1:掌握配合物氧化还原反应的机理;

能力1:能解释氧化还原反应速率的快慢。

1.自主复习。

2.独立完成作业(P383:第1415


16

7.1 配合物的电子光谱

重点难点:配合物的电子光谱及其应用

【课堂讲授】:

1.分析归纳配合物电子光谱的类型。

2.布置作业与预习

2

预习(教材162-

229页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题

知识1:了解配合物的电子光谱类型,产生原因和条件

能力1:能解释配合物颜色的变化。

1.自主复习。

2.独立完成作业(P255:第4、10


17

7.2 过渡金属配合物的磁性

重点配合物的磁性及其应用

难点:配合物轨道磁矩是否对磁性有贡献。

【课堂讲授】:

1.分析归纳配合物磁性的各种贡献

2.布置作业与预习。

2

预习(教材229-

251页),根据学习通上课件,标出重点、难点问题

知识1:了解过渡金属配合物的磁性,影响磁性因素及磁性在配合物中的应用.

能力1:能判断配合物是否有轨道磁矩对分子磁矩的贡献

1.自主复习。

2.独立完成作业(P258:第28


18

第八章 配合物的应用及未来

翻转课堂

(学生针对各自选题,分别进行口头报告)

(明确考试时间、地点)

2

搜集资料,归纳整理,制作PPT。

知识1:了解配位化学的研究热点。

能力1培养资料搜集能力和表达能力。

素养:促进团队合作。

全面复习,准备考试。

 

四、教材及参考资料(同一课程各课头儿教材应一致,参考资料可适当不同)

1.课程教材

配位化学原理与应用》,章慧编著化学工业出版社,2008;

2.课程参考书:

[1]《配位化学》,罗勤慧,科学出版社,2012;

[2]《配位化学(无机化学丛书第十二卷)》,戴安邦著,科学出版社,1987

[3] 《配位化学》,孙为银著化学工业出版社,2004

[4] 配位化合物的结构与性质》,第二版,游效曾,科学出版社,2011;

[5] 《配位化学》,刘伟生化学工业出版社,2012。

3.网络资源:

学习通:

https://mooc1-1.chaoxing.com/mycourse/teachercourse?moocId=206319594&clazzid=27154942&edit=true&v=0&cpi=0

 

五、考核方式及评分标准

(作业/小论文、平时测验、、课堂表现、期中考试、期末考试,同一门课程所有开课班应基本一致)

注:各环节何时实施应在“授课计划”中进行体现

考核方式

考核详细说明

所占比例

出勤



作业/小论文



平时测验

随堂测试5次,及时考察学生对所学知识的掌握情况,同时也具有考勤作用。

考试题型选择题为主

30%

期中考试



期末考试

包括配合物的命名异构化学键理论磁性活性颜色反应机理等。都为主观题。百分制试卷,卷笔试

50%

课堂表现



PPT制作及口头报告

PPT制作80分,口头报告20

20%

总计


100%

 

针对试卷,授课教师讨论试题答案以及评分标准,达成一致意见和标准后再进行改卷分工,按照评分标准公正的评阅。缓考、旷考和考试作弊分别按学院学籍管理的相关规定进行处理

六、成功的技巧(教师对学生的建议,同一门课程各开课班可不同)

    培养良好的习惯,良好的习惯使一个人终生受益。对于学习来说,就要培养一个良好的学习习惯。首先要课前预习,了解所学内容,可达到事半功倍的效果,其次充分利用课堂时间,把大部分知识在课堂上消化掉,不懂就问,争取充分理解、掌握方法;最后,要课后总结复习,回想一下老师讲解的内容,抓住重点认真复习。

七、学术诚信规定

    诚信是立身之本,做学问首先是做人。明确学习的目的与方向,自觉的抵制各种不良学风行为,品德永远比知识更重要,只有德才兼备才是真正的人才,让学术规律深深植根于胸。自主完成作业,不抄袭;认真备考,杜绝作弊。

八、其他(任课教师可根据实际情况拟定,同一门课程各开课班可不同)

要有团队合作精神,对于一个课题的具体工作,要做到分工明确,不推诿,协作完成。