大学化学
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spContent=化学是一门富有创造性的中心学科,是沟通众多基础学科和应用学科的桥梁,化学教育是科学素养培养的主要组成部分。在这里,天津大学-大学化学课程团队将和你一起开始大学化学学习之旅,你将收获化学学科的系统知识,熟悉化学的思维方法,奠定在实践中用化学的理论和方法分析和处理问题的能力。
—— 课程团队
课程概述

天津大学-大学化学MOOC学时为48学时,讲授的主要内容包括化学反应的基本原理,物质结构基础,电化学基础,过渡金属元素,配位化合物,并融入了化学与材料、化学与生命的内容。课程采取理论讲解和演示实验结合的方式,注重基本原理与实际应用之间的融会贯通,突出“基础”和“现代”两个环节。创建于1895年的天津大学在建校之初就开设了化学课程,课程组的冯慈珍教授于1962年首次编写出新中国第一套适用于工科专业的《普通化学》教材。本课程所用教材为天津大学无机化学教研室编写的《大学化学》(高等教育出版社,2014)。

授课目标

化学是创造新物质并发展新应用的中心科学。大学化学是面向非化学化工类专业的公共基础课,是大部分专业后续课程的基础。其目的是培养非化学化工类学生的化学素养和用化学思维处理所学专业中相关问题的能力,优化学生的专业知识结构。


课程大纲

1章 气体和等离子体(1学时)

1.1  气体

1.2  等离子体

教学要求:掌握理想气体状态方程及分体积定律、分压定律、范德华方程的应用;了解等离子体的概念及应用。

2 化学反应的热效应、方向及限度(8学时)

2.1  热力学基本概念

2.2 反应热

2.3 化学反应的方向

2.4  化学反应的限度--化学平衡

教学要求:了解状态函数、热、功、内能、焓及熵的概念;熟悉热化学方程式的书写;掌握用物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓计算化学反应的热效应;掌握化学反应的标准熵变、吉布斯自由能变的计算,能用吉布斯自由能变判断反应进行的方向、估计反应温度T;掌握化学平衡的概念、平衡移动的规律及多重平衡规则;掌握平衡常数的计算。

3 化学反应速率(3学时)

3.1  化学反应速率及其表示方法

3.2  影响化学反应速率的因素

教学要求:了解化学反应速率方程和反应级数的概念;能用活化分子、活化能的概念解释浓度、温度、催化剂对反应速率的影响。

4 溶液与离子平衡(6学时)

4.1  分散系统和溶液

4.2 稀溶液的依数性

4.3 单相离子平衡

4.4 多相离子平衡

4.5  表面活性剂

教学要求:熟悉稀溶液的通性;掌握一元、二元弱电解质与缓冲溶液的值计算;掌握利用溶度积规则判断沉淀的生成与否,了解表面活性剂的组成及应用。

5 氧化还原与电化学(7学时)

5.1  氧化还原反应

5.2 原电池和电极电势

5.3 电极电势的应用

5.4 电解

教学要求:了解氧化数的概念;掌握氧化还原反应方程式的配平方法;了解原电池的概念,掌握原电池符号、电极反应、电池反应的书写;掌握电极电势的概念及其影响因素,并能利用能斯特方程式进行有关计算;掌握电极电势和元素电势图的应用;理解电极极化、分解电压和超电势的概念。

6 结构化学基础(9学时)

6.1 物质结构理论的发展

6.2 原子的量子力学模型

6.3 多电子原子结构和元素周期表

6.4 化学键和分子间作用力

6.5 晶体结构

教学要求:了解核外电子的运动特征;了解原子轨道、电子云、原子轨道的角度分布图、电子云的角度分布图等基本概念;掌握四个量子数的物理意义、取值范围及合理组合;能根据核外电子排布原则写出常见元素原子、离子的核外及外层电子排布式,并能判断该元素在周期表中的位置;掌握杂化轨道类型与分子空间构型的关系,并能判断常见共价小分子的结构与性质;了解分子轨道理论,能用分子轨道理论说明一、二周期同核双原子分子是否存在及结构、磁性;理解分子间力、氢键的概念及其对物质性质的影响;了解不同类型晶体的结构特征及其与物理性质的关系。

7 过渡金属元素(3学时)

7.1 过渡金属元素的通性

7.2 ⅣB~VIB族金属元素及其化合物

7.3 ⅦB,ⅧB族金属元素及其化合物

教学要求:了解过渡元素的通性;掌握Cr()Cr()重要化合物的颜色、Cr(OH)3的还原性、Cr()的氧化性、铬酸根离子与重铬酸根离子的相互转化;掌握锰的重要化合物的颜色、氧化还原性。

8 配合物(5学时)

8.1 配合物的基本概念

8.2 配离子的价键理论

8.3 配离子的解离平衡

8.4 几种类型的配合物

8.5 配合物的应用

教学要求:掌握配合物的概念、组成,配合物的化学式及命名;熟悉配合物的价键理论;掌握杂化轨道类型与配合物几何构型、稳定性、磁性的关系;了解配合物在医疗、工业上的应用。

9 材料化学基础(3学时)

9.1  引言

9.2 新型金属材料

9.3 功能无机非金属材料

9.4 有机高分子材料

9.5 复合材料

9.6 液晶材料

教学要求:了解材料的分类;掌握各区元素原子的结构特征,并能从原子的电子层结构了解常用工程材料在元素周期系中的分布;熟悉高分子链的结构形态、非晶态高分子化合物的力学状态;了解近年来的新型材料(金属、高分子材料陶瓷材料,复合材料液晶材料)的组成与性能。

10 生命化学基础(3学时)

10.1 氨基酸与蛋白质

10.2 酶与生物催化

10.3 核酸

10.4 糖类

10.5 脂类

10.6 微量元素与人体健康

10.7 食品安全

教学要求:了解人体中的重要有机化合物;熟悉人体中的重要组成元素;掌握微量元素与人体健康的关系。


预备知识

高中化学

证书要求

课程的总成绩满分为100分,总成绩组成为:章节测试占40%,课后作业占10%,论坛发言占5%,期末考试占45%。总成绩分数在60分至79分之间评定为合格;在80分至100分之间评定为优秀,颁发相应免费证书,也可以申请付费认证证书。


参考资料

1.杨秋华主编.大学化学.北京:高等教育出版社,2014.

2.邱海霞主编.大学化学习题解答.北京:高等教育出版社,2014





常见问题

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