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SPOC学校专有课程
无机化学
第1次开课
开课时间: 2020年03月26日 ~ 2020年05月26日
学时安排: 4学时/周
当前开课已结束 已有 30 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=化学是一门中心科学,无机化学又是化学学科的基础课程,也是将来从事与化学相关的科研和生产实践的基石。本课程力求用朴实简洁的语言、精心设计的内容与精良制作的课件,和大家一起去领略无机化学的经典,探寻无机化学的未来。
化学是一门中心科学,无机化学又是化学学科的基础课程,也是将来从事与化学相关的科研和生产实践的基石。本课程力求用朴实简洁的语言、精心设计的内容与精良制作的课件,和大家一起去领略无机化学的经典,探寻无机化学的未来。
—— 课程团队
课程概述

    中南大学《无机化学》在线开放课程(MOOC)是在国家精品课程和国家精品资源共享课的基础上进行建设。根据教学大纲要求和学生的认知特征,对无机化学包含的化学反应原理、物质结构基础及元素化学三大模块所含的丰富庞杂的教学内容进行了优化整合、设计,提炼出160余个微课知识点,课程体系完整清晰,既涵盖了重点,也剖析了难点。

    《无机化学》慕课在课程设计与讲授中充分注重“以学生为中心”的教学理念。在传统讲授的同时,还精心设计了富含化学元素的动画人物“轩轩”承担学生角色,与老师进行良好的互动,增强了课程的趣味性,更培养了学生的思辨能力。课程还设置了讨论区和拓展资源等环节,激发培养学生的自主学习意识和学习热情。本课程讲授经典理论基础知识的同时,还引入了各种科学研究或生产生活实践案例,通过实施“科教融合协同育人”,培养学生的创新意识和探索精神。


授课目标

(1)让学生更系统、扎实地掌握无机化学基础知识;

(2)让学生更有热情、更主动地学习无机化学课程;

(3)培养学生具备较好的思辨能力和创新意识。



成绩 要求

分数达到60为合格,90分及以上优秀



课程大纲
气体
课时目标:(1)熟悉理想气体状态方程及应用;(2)掌握分压定律和分体积定律及应用;(3)了解真实气体与理想气体的偏差及范德华气体状态方程。
1.1 理想气体状态方程
1.2 分压定律
1.3 分体积定律
1.4 真实气体
1.5 《气体》习题课
化学热力学基础
课时目标:(1)熟悉热力学基本概念,掌握热力学第一定律;(2)熟悉反应热及其计算,掌握赫斯定律; (3)了解自发与可逆过程,熟悉熵的物理意义,掌握标准反应熵变的计算;(4)掌握吉布斯自由能判据和吉布斯-赫姆霍兹公式及其应用。
2.1 化学热力学的基本概念
2.2 功和热
2.3 热力学能和热力学第一定律
2.4 化学反应热效应
2.5 焓与焓变
2.6 反应进度和热化学方程式
2.7 赫斯定律
2.8 反应热的计算
2.9 自发过程和自发反应
2.10 热力学第二定律
2.11 熵与热力学第三定律
2.12 吉布斯自由能及其判据
2.13 标准吉布斯自由能变的计算
2.14 《化学热力学基础》习题课
化学动力学基础
课时目标:(1)熟悉化学反应速率基本概念; (2)掌握质量作用定律以及反应级数、速率常数的有关计算;(3)掌握浓度、时间和温度对反应速率的影响;(5)了解反应速率理论的要点,掌握催化作用原理。
3.1 化学反应速率基本概念
3.2 浓度与反应速率的关系
3.3 浓度与反应时间的关系
3.4 温度与反应速率的关系
3.5 反应速率理论与反应机理简介
3.6 催化剂与催化作用
3.7 《化学动力学基础》习题课
化学平衡原理
课时目标:(1)熟悉化学平衡的基本特征和化学反应等温方程式; (2)掌握标准平衡常数的表示法及其与标准吉布斯自由能变的关系式;(3)掌握标准平衡常数在预测反应方向、判断反应程度等方面的应用; (4)掌握浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响及有关计算。
4.1 化学反应的可逆性与化学平衡
4.2 平衡常数与吉布斯自由能变
4.3 标准平衡常数的应用
4.4 化学平衡的移动
4.5 《化学平衡原理》习题课
酸碱理论与解离平衡
课时目标:(1)掌握酸碱质子理论的基本要点。(2)掌握一元弱酸碱的解离平衡,熟悉多元弱酸碱及两性物质的解离平衡。(3)掌握同离子效应和缓冲溶液的概念,了解缓冲作用原理、缓冲溶液的组成和性质;掌握缓冲溶液pH值的近似计算及配置方
5.1 酸碱质子理论
5.2 一元弱酸弱碱的解离平衡
5.3 多元弱酸弱碱的解离平衡
5.4 两性物质溶液的解离平衡
5.5 缓冲溶液的基本概念及缓冲原理
5.6 缓冲溶液pH值计算及缓冲溶液配制
5.7 《酸碱理论与解离平衡》习题课
沉淀与溶解平衡
课时目标:(1)熟悉难溶电解质的沉淀溶解平衡,掌握溶度积常数及其与溶解度关系的计算。(2)掌握判断沉淀的生成和溶解的溶度积规则。(3)了解分步沉淀和沉淀的转化及其有关计算。(4)熟悉pH对难溶金属氢氧化物和金属硫化物沉淀溶解平衡的影响及有关计算,了解沉淀的配位溶解及氧化还原溶解。
6.1 溶解度与溶度积
6.2 溶度积规则、同离子效应和盐效应
6.3 分步沉淀和沉淀转化
6.4 沉淀的溶解(一)
6.5 沉淀的溶解(二)
6.6 《沉淀与溶解平衡》习题课
电化学基础
课时目标:(1) 掌握氧化数和离子电子配平法;(2) 熟悉原电池的构造,掌握其符号表达;(3) 熟悉原电池电动势与吉布斯自由能的关系,了解标准电极电势的意义,掌握标准电极电势判断氧化剂、还原剂强弱;(4) 掌握能斯特方程和电池反应平衡常数计算,判断浓度变化、介质条件对E的影响;(5)掌握元素电势图及其判断歧化反应方向;(6)了解电解、Faraday电解定律、金属腐蚀与防护等内容。
7.1 氧化数与离子电子配平法
7.2 原电池
7.3 原电池的热力学,电极电势的产生与测定
7.4 标准电极电势,能斯特方程
7.5 电极电势能斯特方程的影响因素
7.6 氧化还原反应方向和程度的判断,特殊平衡常数的求算
7.7 元素电势图及其应用,实用化学电源
7.8 电解与法拉第电解定律
7.9 金属的腐蚀与防腐
7.10 《电化学基础》习题课
原子结构
课时目标:(1)熟悉微观粒子的量子化和波粒二象性等基本特征,熟悉原子核外电子的运动状态;(2)掌握四个量子数的物理意义及其特定组合的取值规律;(3)熟悉波函数(原子轨道)和电子云的图形;(4)掌握多电子原子核外电子的排布规律和基态原子核外电子排布式的书写;(5)掌握元素周期表的分区、周期、族与相近电子结构、能级组、价层电子结构的对应关系,熟悉元素性质在周期表中的变化规律。
8.1 原子结构模型
8.2 微观粒子的量子化特征
8.3 微观粒子的波粒二象性
8.4 核外电子运动状态的描述
8.5 量子数及其物理意义
8.6 波函数和电子云图形
8.7 概率分布的表示方法
8.8 屏蔽效应与钻穿效应
8.9 鲍林近似能级图与科顿能级图
8.10 核外电子的排布规律与基态原子的电子层结构
8.11 原子结构与元素周期律
8.12 元素性质的周期性(一)
8.13 元素性质的周期性(二)
共价键与分子结构
课时目标:(1)熟悉化学键的分类,掌握现代价键理论的要点和共价键的特点及类型;(2)掌握杂化轨道理论的要点、常见杂化轨道类型及应用;(3)熟悉价层电子对互斥理论的要点,掌握该理论推测ABn型分子空间构型的方法;(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(键级)。
9.1 路易斯理论和氢分子
9.2 现代价键理论
9.3 共价键(一)
9.4 共价键(二)
9.5 杂化轨道理论基本要点
9.6 杂化轨道类型与分子空间构型
9.7 价层电子对互斥理论基本要点
9.8 价层电子对互斥理论的应用
9.9 分子轨道理论的形成
9.10 分子轨道的应用
9.11《分子结构》习题课
固体结构
课时目标:(1)了解晶体的类型、特征和组成晶体的微粒间的作用力。(2)了解金属键理论,掌握金属晶体的三种密堆积结构及其特征; (3)熟悉离子键理论,掌握典型离子晶体的结构型式和半径比规则,了解晶格能及其热化学计算方法,熟悉晶格能对离子型化合物熔点、硬度的影响;(4)熟悉离子半径的变化规律,掌握离子极化及其对键型、晶型及物质性质的影响;(5)掌握键极性与分子极性的关系,了解分子的偶极矩和变形性及其变化规律,熟悉范德华力和氢键的特点及其对物质性质的影响,了解分子晶体的结构特征。
10.1 晶体的结构特征
10.2 晶格理论的基本概念
10.3 金属键与金属晶体
10.4 离子键理论,离子晶体的结构型式
10.5 离子晶体的晶格能
10.6 离子极化与键型变异
10.7分子的偶极矩与极化率
10.8 范德华力、氢键与分子晶体
10.9 原子晶体与混合晶体
配位化学基础
课时目标:(1)掌握配合物的定义、组成和命名,了解配合物的异构类型;(2)掌握配合物价键理论的基本要点、配合物的几何构型与中心离子杂化轨道的关系。掌握利用配合物的磁性判断中心离子(或原子)的杂化方式、配离子的空间构型以及外轨型或内轨型配合物;(3)掌握配合物晶体场理论的基本要点,掌握在正八面体场中,中心离子d轨道的分裂及d电子在分裂后的d轨道中重新排列的方式,晶体场稳定化能的计算方法,了解配合物的颜色与d-d跃迁的关系。(4)了解配位平衡的特点,掌握影响配位平衡移动及有关计算。(5)掌握判断配合物稳定性的主要方法。(6)了解配合物的主要应用。
11.1 配合物的定义和组成
11.2 配合物的命名和分类
11.3 配合物的空间构型与异构现象
11.4 配合物的价键理论(一)
11.5 配合物的价键理论(二)
11.6 配合物的晶体场理论(一)
11.7 配合物的晶体场理论(二)
11.8 配合物的晶体场理论(三)
11.9 配位平衡
11.10 配合物的稳定性
11.11 配合物的应用
氢和稀有气体
课时目标:(1)了解氢及其同位素;熟悉氢原子的成键特征; (2)掌握氢化物的类型、制备方法和主要的化学性质;(3)了解稀有气体的性质、存在和分离方法、主要用途;(4)了解稀有气体的氟化物和氧化物的制备方法和主要化学性质。
12.1 氢
12.2 稀有气体
碱金属和碱土金属
课时目标:(1)掌握碱金属和碱土金属元素的基本特征,了解碱金属和碱土金属元素的存在形式和单质的制备方法;(2)熟悉碱金属和碱土金属氢化物及各种氧化物的生成,掌握它们的基本性质;(3)熟悉碱金属和碱土金属重要盐类的晶型、溶解性和热稳定性、生成水合物和复盐的性质以及焰色反应特征;(4)熟悉锂、铍的特殊性,掌握对角线规则。
13.1 s区元素概述
13.2 s区元素的单质
13.3 s区元素的氧化物和氢氧化物
13.4 s区元素的盐和配合物
卤素
课时目标:(1)掌握p区元素的主要特征;熟悉p区元素化合物的主要性质及其递变规律;(2)掌握卤素的通性、卤素单质的氧化性和卤离子还原性的变化规律;熟悉卤素单质的制备;(3)掌握卤化氢及氢卤酸的性质及其变化规律;掌握氯的含氧酸及其盐的性质及其变化规律;熟悉溴、碘的重要含氧酸的基本性质;(4)了解常见的拟卤素及其主要性质。
14.1 p区元素概述
14.2 卤素的单质
14.3 卤素的氢化物和卤化物
14.4 卤素的含氧化合物
14.5 拟卤素
氧族元素
课时目标:(1)熟悉氧族元素的通性;掌握氧元素的结构、性质特点;熟悉臭氧的结构、性质以及与环境的关系;掌握过氧化氢的结构、基本性质及其用途;(2)了解硫单质同素异形体的结构与性质,掌握硫元素和硫化氢的结构和基本性质;(3)熟悉金属硫化物的溶解性差异和特征颜色;了解多硫化物、二氧化硫、三氧化硫的结构和性质;(4)掌握硫酸及其盐的结构和性质,了解其他硫的含氧酸及其盐的结构和性质。
15.1 氧族元素概述、氧及其化合物
15.2 单质硫、硫化氢和硫化物
15.3 二氧化硫、亚硫酸及其盐
15.4 三氧化硫、硫酸及其盐
15.5 硫的其他含氧酸及其盐
15.6 硒
氮族元素
课时目标:(1)掌握氮族元素的通性; (2)熟悉氮的氢化物、氧化物和含氧酸及其盐的结构与性质;(3)熟悉磷的同素异形体及磷的含氧酸及其盐的结构与性质;(4)了解砷、锑、铋的化合物及其性质。
16.1 氮族元素概述、氮族元素单质
16.2 氮的氢化物和氧化物
16.3 氮的含氧酸及其盐
16.4 磷的氢化物和氧化物
16.5 磷的含氧酸及其盐
16.6 砷锑铋的化合物
碳族元素
课时目标:(1)了解碳族元素的通性,碳族单质的结构和性质;(2)掌握碳、硅的氧化物、卤化物、含氧酸及其盐的结构和性质;(3)熟悉锡、铅的重要化合物的性质和用途。
17.1 碳族元素概述、碳族元素单质
17.2 碳的化合物
17.3 硅的化合物
17.4 锡铅的化合物
硼族元素
课时目标:(1)掌握硼、铝的单质及其化合物的结构、性质、用途;(2)熟悉乙硼烷的结构、缺电子原子、缺电子化合物、氢桥键、复盐等概念;(3)掌握p区元素氧化物及含氧酸盐性质的规律。
18.1 硼族元素概述,硼族元素的单质
18.2 硼的化合物
18.3 铝的化合物
18.4 p区元素化合物性质的递变规律
过渡元素(I)
课时目标:(1)熟悉过渡元素通性与递变规律;(2)熟悉钛、钒、铬、钼、钨、锰各分族主要元素的单质及化合物的性质、制备及用途。
19.1 过渡元素概述
19.2 钛副族元素的通性
19.3 钛的化合物
19.4 钒副族元素
19.5 铬副族元素及铬的性质
19.6 钨、钼的性质
19.7 锰副族元素
过渡元素(II)
课时目标:(1)了解铁系、铂系元素的单质的性质;(2)掌握铁、钴、镍重要化合物的组成、结构和性质;(3)了解 铂系元素的化合物的性质与用途。
20.1 铁系元素的通性与单质
20.2 铁系元素的氧化物和氢氧化物
20.3 铁系元素的盐和配合物
20.4 铂系元素
铜副族和锌副族元素
课时目标:(1)掌握铜副族和锌副族元素的通性,单质及重要化合物性质;(2)掌握Cu(I)、Cu(II)及Hg(I)、Hg(II)之间的相互转化规律;(3)比较IA和IB、IIA和IIB族元素在性质上的差异。
21.1 铜副族元素通性与单质
21.2 铜副族元素的化合物
21.3 铜副族元素的配合物
21.4 锌副族元素通性与单质
21.5 锌副族元素的化合物
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预备知识

高中化学基础。

参考资料

1. 使用教材:《无机化学》(第二版),刘又年等编著,科学出版社,2016年。         

2. 主要参考资料:

1)《无机化学学习指导》(第二版),王一凡等编著,科学出版社,2015年。

2)《无机化学》(第三版),宋天佑等编著,高等教育出版社,2016年。

3)《无机化学》(第六版),孟长功主编,高等教育出版社,2018年。

4)《无机化学》(第五版),天津大学无机化学教研室编,高等教育出版社,2018年。

5)《普通化学原理》(第四版),华彤文等编著,北京大学出版社,2013年。

6)《无机化学学习笔记》,宋其圣主编,科学出版社,2012年。


源课程

该SPOC课程部分内容来自以上源课程,在源基础上老师进一步增加了新的课程内容

中南大学
4 位授课老师
张寿春

张寿春

Associated Professor

张寿春

张寿春

副教授

钱频

钱频

副教授

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