大连理工大学

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课程概述

    大连理工大学普通化学及实验课程2008年获评国家级精品课程2014年获评国家级精品资源共享课。课程教学团队以“夯实基础,突出特色”为目标,以多项国家级、省部级教改项目为依托,在教材建设、团队建设、课程体系和教学内容改革等方面做了大量工作,形成了理论课和实验课的紧密结合、数字化教学资源层次多样、内容丰富等课程特色。

      课程MOOC教学团队将原资源共享课的核心内容重新整合,按照从微观到宏观的教学思想设计了涵盖四大化学内容,共计12章的课程体系。希望能够使学习者在掌握大学层次的化学基本概念、基本原理和基本技能基础上,培养以化学的观点、化学的思维方法、研究方法审视和解决问题的能力。

      课程教学团队在每章的教学内容最后增加了重点例题习题讲解栏目,能够更有效的帮助学习者们更好的学习和掌握课程教学内容;课程配备2名专职教师担任助教,在讨论区中及时解决大家在课程学习中遇到的各种问题。

      就让我们的教学团队与您一起完成这门课程的学习!

证书要求

课程的总成绩中:章节测试占比25%,课后作业占比15%,论坛占比10%,期末考试占比50%。

按百分制计分,60分至79分为合格,80分至100分为优秀,颁发相应免费证书,也可以申请付费认证证书。

预备知识

具有高中基础

授课大纲

   

一、     课程说明

    普通化学是非化学化工类理工科专业本科生的公共基础课程,同时是为非化学化工类理工科大学生开设的唯一的一门化学课程。本课程以物质结构、化学反应基本原理以及化合物的性质为载体,使学生了解当代化学学科的基本理论和框架,并能运用化学的理论、观点和方法来处理环境污染、材料制备等科学领域所涉及到的化学问题。

二、     课程目标

1.掌握大学层次的化学基本概念、基本原理、基本技能

2.传授给学生化学的观点、化学的思维方法和研究方法;

3.激发学生的创新意识;

4.培养学生在未来工程实际中以化学观点审视和解决问题的能力。

三、     教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

教学要求

学时

教学方式

对应能力

1


一、原子的电子结构和元素周期律

1.原子轨道波函数,原子的核外电子排布

2.元素周期表

3.元素性质的周期性

1. 了解使用薛定谔方程描述一维箱中粒子运动波函数及能量量子化。

2. 了解描述氢原子核外电子状态的波函数、四个量子数和电子云的基本概念,了解s p d状态和电子云的角度分布示意图。

3. 了解多电子原子核外电子的能级图、电子分布的一般规律及其与长式周期表的关系,

4.掌握元素按sp d(或ds)、f分区的情况。

5. 掌握以原子核外电子排布的周期性为基础,原子半径、电离能、电子亲合能、离子半径、电负性等元素性质的递变情况。

5

讲授

1

2

二、 分子结构与分子间作用力

1.共价键理论

2. 价层电子对互斥理论

3. 杂化轨道理论

4. 分子轨道理论

5. 分子间作用力

1.了解化学键的分类、共价键价键理论的基本要点、共价键的特征和类型。掌握键能、键长、键角、键矩等概念。

2.掌握价层电子对互斥(VSEPR)理论的要点和用该理论推测简单分子或离子的几何构型的方法。

3. 掌握杂化轨道理论的概念和类型,能用杂化轨道理论解释简单分子和离子的几何构型。

4.了解分子轨道的概念、第二周期同核双原子分子的能级图和电子在分子轨道中的分布,并推测其磁性和稳定性。

5. 掌握分子偶极矩和极化率的概念。熟悉分子间作用力的类型及其对物质性质的影响。

6. 了解氢键形成的条件及其对物质性质的影响。

6

讲授

1

3

三、晶体的结构与性质

1.晶体的分类、结构和性质

2.晶体结构与性质的关系

 

1.        了解晶体的基本结构特征。

2.        了解晶体成键及其他相互作用。

3.        了解晶体结构与性质间的联系。

4. 了解晶态固体材料及其应用。

2

讲授

1

4

四、气体和溶液

1.理想气体状态方程

2.分压定律

3.稀溶液的依数性

1. 理解气体的基本特征和概念,掌握理想气体状态方程;

2. 掌握混合气体中组分气体分压的概念和分压定律。

3. 掌握溶液的各种浓度的表示方法

4. 掌握液体的蒸气压

5. 了解电解质稀溶液的依数性,包括蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压的概念及其应用。

2

讲授

1

5

五、化学反应的方向和限度

1.热化学

2.化学反应的方向

3.化学反应的限度

1.了解热力学第一定律,掌握化学反应焓变的理论计算。

2.了解热力学第二定律及熵的概念;掌握熵及熵变的计算

3. 掌握吉布斯函数变的计算及化学反应方向的判断。

4. 掌握化学平衡特征;掌握标准平衡常数表达式及利用标准平衡常数估算反应进行的程度;掌握标准平衡常数与标准吉布斯函数变的关系及反应商判据;掌握影响化学平衡的因素及应用反应商判据判断平衡移动的方向。

5

讲授

1

6

六、化学反应速率

1.反应速率定义、反应级数概念。

2.影响化学反应速率的因素

3.反应速率理论

1. 掌握反应速率、反应级数的概念。

2掌握浓度、温度与化学反应速率的定量关系。

3.了解活化分子的概念说明浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响。

3

讲授

1

7

七、水溶液中的化学平衡

1.酸碱质子理论,一元弱酸的解离平衡。

2.缓冲溶液的概念及其pH计算。

3.难溶电解质的溶解平衡,溶度积规则,分部沉淀及沉淀的转化。

4.原电池的组成,电极电势的计算,电动势的计算。

5.电极电势的应用。

1.了解酸碱质子理论的基本概念。掌握一元弱酸(碱)的解离平衡、解离常数和平衡组成的计算。了解多元弱酸的分步解离平衡。

2.掌握缓冲溶液的概念,能计算缓冲溶液的pH

3.掌握难溶电解质的沉淀-溶解平衡,了解难溶电解质的溶度积常数及其与溶解度之间的关系。掌握溶度积规则,能用溶度积规则判断沉淀的生成和溶解。了解分步沉淀和两种沉淀间的转化原理。

4. 了解原电池的基本概念和电池电动势的概念。掌握电极电势的概念及其影响因素,掌握Nernst方程式及其有关的简单计算、电极电势的应用。

8

讲授

1

8

八、配位化合物

1 配合物的组成、命名

2 配合物的化学键理论(价键理论、晶体场理论)

3 配位平衡及其计算、

 

1. 掌握配合物的结构特点、命名方法。

2.掌握应用配合物的价键理论来判定配合物的空间构型。了解配合物的磁性。掌握晶体场理论中d轨道能级分裂的特点。了解分裂能、d电子的排布规律、配合物的颜色。

3.掌握配位平衡的概念,了解平衡组成的计算。了解配位平衡与其它平衡的竞争及配离子之间的转化。

 

4

讲授

1

9

九、元素化学

1.主族元素的金属

2.主族元素的非金属

3.过渡元素

1.掌握主族元素的金属,包括碱金属、碱土金属、p区金属元素的结构和性质之间的关系。

2.掌握主族元素非金属性质变化的普遍性和特殊性。

3.了解过渡金属的通性,矿物的提取及应用,CrMnCu的性质。

3

讲授

1

10

十、有机化合物

1.有机化合物及其分类。

2.有机化合物的结构特征。

3.有机化合物命名方法。

4. 有机化合物的反应。

5. 重要的有机化合物及其性质。

 

1. 了解有机化合物和有机化学的发展。

2.有机化合物的结构特征及结构表示方法; 了解有机化合物的各类同分异构。

3. 了解有机化合物的几类命名方法。

4. 掌握有机化合物的重要有机反应类型及有机活性中间体。

5. 介绍饱和烃,不饱和烃,芳烃,卤代烃、重要的含氧化合物及含氮化合物的结构特点、物理性质、化学性质及其特性反应。

3

讲授

1

11

十一、有机聚合物

1.聚合物的分类和命名

2.聚合反应

3.聚合物的结构和性质

 

1.掌握有机聚合物的基本概念及命名原则。

2.掌握缩聚反应和加聚反应的特征和反应机理,并了解这两类反应的应用。

3.了解聚合物的分子链结构和聚合物的聚集态结构。

4. 了解非晶态聚合物的三个力学状态(玻璃态、高弹态和粘流态),并能够通过Tg区分塑料和橡胶。

5.了解聚合物的主要性能,及结构和性能之间的关系。

2

讲授

1

12

十二、元素和化合物的分析方法

1.元素分析

2.有机化合物的光谱分析

3.混合物的分离与鉴定

1.掌握原子吸收光谱的产生原理,了解原子吸收光谱仪的基本构造,了解原子吸收光谱的应用范围和定量测试依据。

2.了解原子发射光谱的产生原理,了解原子发射光谱仪的基本构造,了解原子发射光谱的应用范围。掌握无机元素的基本测试手段。

3.掌握不同分子光谱的产生原理,了解紫外可见和红外光谱仪的基本构造,了解各种分子光谱的应用范围。了解光谱移动变化与分子官能团之间的关系,能够利用波谱学数据识别不同分子的结构特征。

4.掌握色谱的化学原理,了解色谱仪的构造组成,了解各个部件的功能,了解气相色谱和液相色谱的应用范围,能够识别色谱图谱,了解色谱的应用范围。

5.了解质谱仪的工作原理,了解质谱仪的基本构造,能够识别质谱图,了解质谱的应用范围。了解色谱和质谱联用技术在混合物分离鉴别领域的应用。

 

4

讲授

1



参考资料

1  使用教材

《化学概论》,高等教育出版社,2016

点击购买

2  主要参考书

《无机化学》(第五版),高等教育出版社,2006

《无机化学基础教程》,大连理工大学出版社,2007

《大学普通化学》(第六版),大连理工大学出版社,2007