课程大纲

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高等结构化学

课程编码:070304M05002H 英文名称:Advanced Structural Chemistry 课时:45 学分:3.00 课程属性:专业普及课 主讲教师:史强等

教学目的要求
从量子力学出发,讲授原子、分子、团簇、固体、液体、表面和界面的结构理论、实验技术和研究前沿,使学生了解物质结构的基本原理和现代实验研究方法,并对深入研究物质结构产生兴趣。

预修课程
结构化学基础(周公度、段连运)
物理化学(傅献彩、沈文霞、姚天扬、侯文华)

大纲内容
第一章 高等结构化学概要 1学时 史强
第1节 结构化学与现代自然科学
第2节 结构化学的研究对象
第3节 结构化学研究方法
第4节 研究物质结构的重要性
第二章 量子力学基础 2学时 史强
第1节 量子力学的历史
第2节 量子力学的基本概念和假设
第3节 量子力学中的可解模型
第4节 结构化学中的量子力学
第三章 原子结构、原子光谱与应用 3学时 史强
第1节 单电子体系的薛定谔方程
第2节 波函数和电子云的空间分布
第3节 多电子原子电子结构
第4节 原子光谱项
第四章 点群简介 7学时 陈波珍
第1节 群的定义
第2节 分子的对称性、对称操作和分子点群
第3节 同构、子群与共轭类
第4节 对称操作的矩阵表示
第5节 对称操作群的矩阵表示
第6节 特征标表
第7节 表示的直积
第8节 投影算符
第9节 非零矩阵元的鉴别和光谱选律
第10节 振动的对称分析
第五章 多原子分子振动和振动光谱 5学时 陈波珍
第1节 多原子分子振动光谱概要
第2节 分子振动的经典理论
第3节 简正振动的量子理论
第4节 振动波函数的对称性
第5节 多原子分子振动的跃迁选律
第6节 费米共振
第7节 基团的特征振动频率
第8节 振动光谱的量子化学计算简介
第六章 分子电子结构 3学时 史强
第1节 氢分子离子的电子结构
第2节 玻恩-奥本海默近似
第3节 分子轨道理论
第4节 双原子分子电子结构
第5节 多原子分子电子结构
第七章 分子能级与光谱 3学时 彭谦
第1节 分子激发态
第2节 分子态之间的转变
第3节 基本原理和模型
第4节 吸收和发射光谱
第八章 团簇与配合物 3学时 彭谦
第1节 原子分子团簇的概念
第2节 团簇的性质
第3节 团簇的制备和表征方法
第4节 配位化合物中的化学键
第九章 计算化学简介 3学时 史强
第1节 计算化学的历史与现状
第2节 后自洽场方法
第3节 密度泛函理论
第4节 分子动力学模拟
第十章 晶体学基础 3学时 史强
第1节 晶体的结构特点
第2节 晶体的对称性和空间群
第3节 晶体结构表征方法
第十一章 固体与表面 3学时 史强
第1节 固体中的相互作用
第2节 晶体振动与声子
第3节 固体中的电子
第4节 表面结构和表面吸附
第十二章 动态结构化学 3学时 史强
第1节 空间、时间相关函数
第2节 光与物质相互作用
第3节 瞬态结构研究手段
第4节 飞秒多维电子、振动光谱技术
第十三章 自选调研课题讨论 3学时 彭谦
第1节 自选调研选题和分组
第2节 自选调研讨论
第3节 自选调研课堂汇报
第十四章 期末考试 3.0学时 彭谦
第1节 考试

参考书
1、 《高等量子力学》 张永德 2010年9月 科学出版社

课程教师信息
首席 史强研究员 化学所