基本介紹
- 中文名：配位化學
- 類別：慕課、國家精品線上開放課程
- 授課教師：劉偉生、卜顯和、孫為銀、左景林等
- 建設院校：蘭州大學
- 授課平台：智慧樹網
- 首開時間：2018年春季（本科生版）；2018年秋季（碩士生版）
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課程建設
2019年，該課程被評定為“國家精品線上開放課程”。
2020年11月24日，該課程被中華人民共和國教育部認定為“首批國家級一流本科課程”。
課程性質
課程背景
配位化學不僅是無機化學的重要分支學科，而且與有機化學、分析化學、物理化學、高分子化學以及生物學、材料科學、環境科學、信息科學、醫學等學科有聯繫，它已在學科間的相互融合與滲透中成為眾多學科的交叉點和相互聯繫的橋樑。因此，配位化學是現代化學的中心前沿分支學科。配位化學具有結構和功能，超分子化學的發展又拓展了配位化學的領域，為化學、物理學、材料科學、環境科學、能源科學、生命科學、藥學、醫學和農業科學的交叉與合作提供了一個交流平台和橋樑。
課程定位
通過該課程的學習，能使本科生和碩士研究生了解配位化學的歷史及發展趨勢，掌握配合物的基本理論和研究方法，展望配位化學學科的前沿方向及動態。注重基本知識、前沿理論與研究進展介紹的結合，特別是引入現代分析表征手段的內容，為未來進行科學研究打下了理論基礎，提高學生獲取新知識的能力。
適應專業
配位化學課程主要面向化學類專業學習。
課程簡介
該課程共九章，第一章主要介紹配位化學發展簡史與展望；第二章介紹了配位化學的基本概念、配體和配位化合物的分類及配合物的命名；第三章主要介紹配合物的價鍵理論、晶體場和配位場等有關化學鍵理論；第四章主要介紹配合物的合成、製備，以及培養方法；第五章主要介紹了配合物的空間構型及異構現象；第六章介紹了配合物的穩定常數及測定，配合物的氧化還原穩定性，影響配合物穩定性的因素等；第七章主講配合物的電子吸收光譜、螢光光譜、紅外光譜、拉曼光譜、光電子能譜、核磁共振波譜、電子順磁共振、圓二色譜、質譜、X-射線衍射和電化學等測試方法在配合物的結構和性質表征中的套用；第八章講述了配合物反應動力學的基本概念；最後一章說明了生命體系中金屬離子（包括必需元素和有毒元素）的生物效應等內容。
課程大綱
第一章 緒論 1.1發展簡史 1.2配位化學的重要性 第二章 配合物的基本概念 2.1配合物的定義與組成 2.1.1什麼是配合物 2.1.2豐富多彩的配體 2.2配合物的類型 2.2.1經典配合物、非經典配合物 2.2.2單核、多核配合物與配位聚合物 2.3如何命名配合物 第三章 配合物的化學鍵理論 3.1價鍵理論 3.2配合物的晶體場理論 3.2.1晶體場理論要點1 3.2.2晶體場理論要點2 第四章 配合物的合成化學 4.1前言 4.2經典配合物的合成方法 4.2.1經典配合物的取代反應 4.2.2反位效應、加成和消去、熱分解合成 4.2.3氧化還原合成 4.2.4模板合成 4.2.5原位、固相和微波輻射合成 4.3非經典配合物的製備 4.3.1金屬羰基化合物的製備 4.3.2茂金屬化合物的製備 4.4完美——配合物單晶的培養方法 4.4.1配合物的單晶 4.4.2常規溶液法 4.4.3擴散法 4.4.4水熱或溶劑熱法 4.4.5其他方法 4.5個性——手性金屬配合物的製備 4.5.1手性金屬配合物 4.5.2手性金屬配合物的製備 第五章 配合物的結構 5.1配位數和配合物的空間構型 5.1.1中心原子的配位數 5.1.2配位數和空間構型的關係（1-4配位） 5.1.3配位數和空間構型的關係（5-10配位） 5.2配合物的異構現象 5.2.1幾何異構 5.2.2對映異構 5.2.3構造異構 第六章 配合物的反應性 6.1配合物的熱力學穩定性 6.1.1配合物的穩定常數 6.1.2氧化還原穩定性 | 6.1.3硬親硬，軟親軟 6.1.4影響穩定性的因素 6.2配位催化 6.2.1配位催化的定義及分類 6.2.2配位催化原理 6.2.3配位催化中的基元反應 第七章 配合物的表征方法 7.1電子吸收光譜 7.2螢光光譜 7.2.1螢光的基本原理 7.2.2影響螢光的因素 7.2.3實例及套用 7.3紅外光譜 7.4拉曼光譜 7.5電子順磁共振 7.6電噴霧質譜 7.7X-射線衍射 7.7.1X射線衍射基本原理 7.7.2單晶X射線衍射 7.7.3粉末X射線衍射 7.8電化學 7.8.1循環伏安法 7.8.2配合物的循環伏安法研究 7.8.3配合物化學修飾電極的套用 第八章 配合物的反應動力學 8.1電子轉移反應 8.1.1活性配合物 8.1.2惰性配合物 8.1.3價鍵理論中的活性與惰性 8.1.4晶體場理論中的活性與惰性 8.1.5電子轉移的外界反應機理 8.1.6電子轉移的內界反應機理 8.2配體取代反應 8.2.1配體取代反應的三種機理 8.2.2平面正方形配合物的取代反應 8.2.3八面體配合物的取代反應 8.2.4酸式水解與鹼式水解 8.3立體易變分子 8.4配合物的光化學反應 第九章 生命體系中的配位化學 9.1生命體系中的金屬離子 9.2典型金屬酶和金屬蛋白 9.2.1血紅蛋白、肌紅蛋白 9.2.2細胞色素 c、細胞色素 P-450 9.2.3含鋅酶 9.2.4含銅金屬蛋白和金屬酶 9.2.5固氮酶 9.2.6輔酶B12 9.3模型研究 9.4金屬藥物 |
註：課程大綱排版從左到右列
開課信息
開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 學時 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第1次開課 | 2018春夏 | 劉偉生、卜顯和、孫為銀、左景林、王堯宇、童明良、李炳瑞、王丹紅、覃文武、謝林華、倪兆平、王薇、唐瑜、鄔金才、周利君 | 42學時 | 560人 |
第2次開課 | 2018秋冬 | 36學時 | 749人 | |
第3次開課 | 2019春夏 | 306人 | ||
第4次開課 | 2019秋冬 | 399人 | ||
第5次開課 | 2020春夏 | 730人 | ||
第6次開課 | 2020秋冬 | 588人 | ||
第7次開課 | 2021春夏 | 489人 | ||
第8次開課 | 2021秋冬 | 37學時 | 待定 |
開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 參與人數 |
|---|---|---|---|
第1次開課 | 2018秋冬 | 劉偉生、卜顯和、孫為銀、左景林、王堯宇、童明良、李炳瑞、王丹紅、覃文武、謝林華、倪兆平、王薇、唐瑜、鄔金才、周利君 | 956人 |
第2次開課 | 2019春夏 | 406人 | |
第3次開課 | 2019秋冬 | 147人 | |
第4次開課 | 2020春夏 | 4623人 | |
第5次開課 | 2020秋冬 | 863人 | |
第6次開課 | 2021春夏 | 147人 | |
第7次開課 | 2021秋冬 | 待定 |
註：據智慧樹網顯示，該課程第1~7次開課學時均為42學時。參考資料
課程特色
課程設計原則
1.該課程以多角度、多層次展示課程內容。
2.該課程將基礎與前沿，科學與藝術有機融合。
3.該課程結合實例，啟迪科學思維。
教學目標
1.知識目標：掌握配合物的基本概念、理論、性質和研究方法，了解本學科發展前沿方向及動態。
2.能力目標：掌握配合物的設計合成及結構表征方法，具備研究配合物相關性質及功能的基本能力。
3.素養目標：強化創新意識，奠定科研基礎，培養科學思維方法，提高分析、解決問題的能力。
學習預備
學習資料
書名 | 作者 | 出版時間 | 出版社 |
|---|---|---|---|
《配位化學（第二版）》 | 劉偉生 | 2015年1月1日 |
表格內容參考資料
考核標準
平時成績30分
平時成績=學習進度分（5.0分）+學習行為分（25.0分）。
章測試成績10分
單項類目名稱 | 卷面分 | 單項滿分 |
|---|---|---|
第一章 單元測試 | 10 | 0.9 |
第二章 單元測試 | 10 | 0.9 |
第三章 單元測試 | 16 | 1.5 |
第四章 單元測試 | 10 | 0.9 |
第五章 單元測試 | 10 | 0.9 |
第六章 單元測試 | 12 | 1.1 |
第七章 單元測試 | 20 | 1.8 |
第八章 單元測試 | 10 | 0.9 |
第九章 單元測試 | 12 | 1.1 |
表格內容參考資料 | ||
見面課成績21分
見面課成績得分=見面課實際得分/見面課總分*權值。
單項類目名稱 | 單項滿分 |
|---|---|
配合物的發展史及前沿進展 | 0.0 |
配合物的合成和結構 | 7.0 |
配位催化 | 7.0 |
表格內容參考資料 | |
期末考試成績39分
- 期末考試得分=期末考試實際得分/期末考試總分*權值。
- 採用線上期末考試形式作為期末考試成績。
- 試卷：教程考試。
教師簡介
劉偉生，蘭州大學化學化工學院院長、教授、博士生導師，主要從事無機化學的科研及教學工作。
卜顯和，南開大學材料科學與工程學院院長、教授、博士生導師，主要從事功能配合物化學等交叉領域課題的研究。
孫為銀，南京大學化學化工學院特聘教授、博士生導師，主要從事配位化學、超分子化學方面的研究工作。
左景林，南京大學化學化工學院教授，配位化學國家重點實驗室主任。主要從事光電功能配合物的合成、性質和套用研究。
王堯宇，西北大學化學與材料科學學院教授、博士生導師，研究方向為配位化學、材料化學、物理無機化學。
童明良，中山大學化學與化學工程學院教授、博士生導師，主要從事功能配合物化學和磁分子固體材料研究。
李炳瑞，蘭州大學化學化工學院教授。
王丹紅，南開大學材料科學與工程學院副教授。
覃文武，蘭州大學化學化工學院教授、博士生導師。
謝林華，北京工業大學環境與能源工程學院副教授、碩士生導師。
王薇，蘭州大學化學化工學院化學實驗教學中心副主任。
唐瑜，蘭州大學化學化工學院教授、博士生導師。
鄔金才，蘭州大學化學化工學院教授、博士生導師。
周利君，西安電子科技大學先進材料與納米科技學院副教授、碩士生導師。
