物质科学与技术学院化学方向开课课程手册 · 课程名称普通化学i实验...

I

物质科学与技术学院

(化学方向)

开课课程手册

2017年 2 月

II

目录

1. 《普通化学 I 实验》 .................................... 1

2. 《普通化学 I》 ........................................ 3

3. 《普通化学 II实验》 ................................... 5

4. 《普通化学 II》 ....................................... 7

5. 《分析化学实验》 ..................................... 10

6. 《无机化学实验》 ..................................... 13

7. 《无机化学》 ......................................... 15

8. 《有机化学实验 I》 .................................... 18

9. 《有机化学 I》 ....................................... 20

10. 《有机化学 II实验》 ................................. 24

11. 《有机化学 II》 ..................................... 27

12. 《物理化学 I实验课》 ................................ 31

13. 《物理化学 I》 ...................................... 33

14. 《物理化学 II实验》 ................................. 35

15. 《物理化学 II》 ..................................... 37

16. 《结构化学》 ........................................ 40

17. 《化工原理》 ........................................ 42

18. 《仪器分析实验》 .................................... 45

19. 《仪器分析》 ........................................ 47

20. 《电化学原理、方法和应用》 .......................... 50

21. 《计算化学：理论与实践》 ............................ 52

1

1. 《普通化学 I 实验》

一、课程基本信息

开课单位

（学院）物质学院课程代码 CHEM1100

课程名称普通化学 I 实验英文名称 General Chemistry I Lab

学分 1 学时 36

授课对象

(面向专业)

物质、信息、生命

学院本科大一新生

双语/中文/

全英文授课中文

先修课程普通化学 I

二、课程简介和教学目的

普通化学 I 实验是面向所有大一新生开设的跨学科板块必修课，与普通化学

I 配套并同步开展教学。普通化学 I 实验的教学目的是：一、引导学生对化学的

兴趣，拓宽视野；二、加深学生对理论课讲授的基本原理的理解，鼓励理论与实

验相结合；三、启发学生对实验设计和实验结果的思考。实验内容包括经典化学

反应、原子与分子轨道、过渡金属元素以及光谱学四个板块，共 8 次动手实验和

3 次上机实验。在学期开始和结束时还分别安排了绪论和考试。

三、教学内容、教学方式和学时安排

周次实验内容

1

2 0 绪论

3 1 B-Z 振荡反应

4 轮空

5

2 金、银、铜的提取及鉴定

2

6 3 卤素的性质

7 4 波函数及原子轨道

8 轮空

9 5 IVB 族(Ti)和 IVA 族(Si、C)元素性质的比较

10 轮空

11 6 分子轨道与共振论

12 7 三草酸根合铁(III)酸钾的制备、性质和组成分析

13 8 三氯化六氨合钴(III)的制备和性质

14 9 阿斯匹林的合成

15 10 CuInS2 胶体量子点的合成

16 11 可见光发射光谱与吸收光谱的测定

3

2. 《普通化学 I》


开课单位


课程名称普通化学 I 英文名称 General Chemistry I

学分 3 学时 48

授课对象（面

向专业）

物质、信息、生命

学院本科大一新生

双语/中文/ 全

英文授课

英文教材讲义，中文

口授

先修课程高中数学、物理、化学


普通化学 I 是面向所有大一新生开设的跨学科板块必修课，授课内容涵盖了

与原子、分子体系有关的化学原理，使学生掌握现代化学的概念框架和思维方法，

为学习化学、材料和生物类专业课程打好基础，同时也启发物理和信息方向的学

生思考化学所依赖的数学和物理基础。本课程将首先从宏观的角度回顾化学式、

化学反应、分子、原子等经典化学概念，然后引入量子力学的基本原理，由浅入

深地介绍电子波函数、单电子原子、多电子原子、元素周期性、双原子分子、多

原子分子、有机小分子以及配位化合物。作为原子、分子体系中的重要分支领域，

光谱学和核化学也将被简要涉及。与本课程配套安排的还有习题讨论课（每周 1

学时不计学分）和普通化学 I 实验课（每周 3 学时 1 学分）。


Week Monday Wednesday Friday

1 Sep 21 Overview; Introduction

Sep 23 Introduction

Sep 25 Formula

2

Sept 30 Nomenclature

3

Oct 9 Classical atom

Oct 11

4

4 Oct 12 Classical atom PS1 due

Oct 14 Classical atom

Oct 16 Wave–particle duality

5 Oct 19 Wave–particle duality

Oct 21 Wave function

Oct 23 Wave function

6 Oct 26 Hydrogen atom PS2 due

Oct 28 Hydrogen atom

Oct 30 Multi-electron atoms

7 Nov 2 Multi-electron atoms

Nov 4 Multi-electron atoms

Nov 6 Recitation 1

8 Nov 9 Mid-term 1 PS3 due

Nov 11 Periodic trends

Nov 13 Periodic trends

9 Nov 16 VSEPR theory

Nov 18 VSEPR theory

Nov 20 Molecular orbitals

10 Nov 23 Molecular orbitals PS4 due

Nov 25 LCAO theory

Nov 27 Diatomic molecules

11 Nov 30 Valence Bond theory

Dec 2 Hybridization

Dec 4 Lewis dot structures

12 Dec 7 Lewis dot structures PS5 due

Dec 9 Resonance structures

Dec 11 Recitation 2

13 Dec 14 Mid-term 2

Dec 16 Organics

Dec 18 Organics

14 Dec 21 Organics PS6 due

Dec 23 Organics

Dec 25 Crystal Field Theory

15 Dec 28 Crystal Field Theory

Dec 30 Transition metal chem.

Jan 1

16 Jan 4 Spectroscopy PS7 due

Jan 6 Spectroscopy

Jan 8 Photochemistry

17 Jan 11 Nuclear chemistry

Jan 13 Nuclear chemistry

Jan 15 Summary

18 Jan 18 PS8 due

5

3. 《普通化学 II 实验》

一、课程基本信息（一级标题：黑体、四号）

开课单位


课程名称普通化学 II实验英文名称 General Chemistry II Lab

学分 1 学时 36

授课对象

（面向专业）

物质、生命、信息学

院部分大一新生

双语/中文

/ 全英文

授课

中文

先修课程普通化学 I、普通物理及高中数学


大学化学 II 实验内容主要涉及基础物理化学，分析化学，以及介绍性材料

化学等相关实验，其目的是为配合大学化学 II，为化学，材料和生物类学生学习

后续专业课程打好必要的实验和专业技术基础；为物理和信息方向的学生特别是

今后有志于进行交叉性课题研究的学生提供必要的化学实验技能基础。


周次授课内容

1 无

2 实验 0 绪论及氢氧化钠溶液浓度的标定

3 实验 1 食醋中总酸度的测定

4 实验 2 氨水电力平衡常数的测定

5 实验 3 河水中溶解氧及正磷酸根的定量分析(I)

6 实验 3 河水中溶解氧及正磷酸根的定量分析(II)

7 实验 4 溶液中过二硫酸铵与碘化钾反应动力学参数的测定

8 轮空

6

9 实验 5 量气法测定过氧化氢酶催化反应动力学参数(I)

10 实验 5 量气法测定过氧化氢酶催化反应动力学参数(II)

11 实验 6 铜、锌电极的制备及电池电动势的测定

12 轮空

13 实验 7 染料敏化太阳能电池的制备与测定(I)

14 实验 7 染料敏化太阳能电池的制备与测定(II)

15 实验 8 水凝胶的制备

16 无

7

4. 《普通化学 II》


开课单位


课程名称普通化学 II 英文名称 General Chemistry II

学分 3 ＋ 1（实验）学时

授课对象

（面向专业）

物质、生命、信息

学院部分大一新生

双语 /中文 /

全英文授课

英文教材讲义，中文

口授

先修课程高中数学、普通物理和普通化学 I


普通化学 II 的授课内容主要包括基础物理化学，分析化学，以及介绍性材

料化学。本课程分为四大单元，包括: 1. 溶液的基本性质以及这些重要性质和溶

液组分之间的关系；2. 化学反应平衡（涵盖以下内容：平衡状态下组分和平衡

常数的关系；从平衡常数中计算具体的成份组成；温度对平衡常数的影响，热动

力学角度解释各参数的关联，应用热动力学知识提高反应产率以及电化学反应平

衡）3. 化学反应和物理过程的反应动力学；4. 材料化学基本概念以及各种材料

简介（包括金属，无机，高分子和生物分子材料等）。其教学目的是为化学，

材料和生物类学生学习高等专业课程打好必要的专业基础；该课程同时为物理和

信息方向的学生特别是今后有志于进行交叉性课题研究的学生提供必要的化学

基础。


课堂教学内容教学进度和学时安排教学方式

1. 溶液及性质 (Book chapter

11)

第 1周 3学时

+ 习题课（1学时）

课堂教学、课后

复习（作业）、

习题课讨论

实验 1 第 2周实验课

8

2. 酸碱平衡 (Book chapter 15) 第 2 周 1.5学时课堂教学、课后


习题课讨论


3. 溶解性和沉降平衡

(Book chapter 16)

第 2 周 1.5学时

+ 习题课（1学时）



习题课讨论

4. 热动力过程和热化学

(Book chapter 12)

第 3～4 周 6学时

+ 习题课（2 学时）


复习（作业）、习

题课讨论）

综合实验 3 第 5，6周 2学时实验课

5. 瞬间过程和热动力平衡

Spontaneous processes and

thermodynamic equilibrium

(Book chapter 13)

第 5～7周 7学时




题课讨论

实验 4 第 7或 8周实验课

Middle Term 1

第 7或 8周

期中考试 1－闭

卷（安排在晚

上）

6. Chemical Equilibrium 化学反

应平衡

(Book chapter 14)

第 7～8周 5学时




题课讨论


7. Electrochemistry 电化学

（Book Chapter 17)

第 9~11周 6学时课堂教学、课后


题课讨论

实验 6 第 11 周实验课


8. Chemical Kinetics 化学动力

学 (Book chapter 18)

第 11~13周 6 学时课堂教学、课后


题课讨论

Middle Term 2

期中考试 2 －闭

卷（安排在晚上）

9. 材料 1: 固体的结构和各种化

学键 Materials I: Structure and

bonding in solids (Book

chapter 21)

第 14 周, 3 学时课堂教学、课后


题课讨论


9

10. 材料 2: Materials II

Inorganic Materials,

Biominerals, and Biomimetic

Materials Synthesis (Book

chapter 22)

第 15周， 3 学时



题课讨论


11. 材料 3: Materials III

Polymeric Materials, Soft

Matter and Biomolecular

materials

(Book chapter 23)

第 16周， 3 学时

课堂教学、习题

课讨论

期末考试第 17周

2学时

闭卷

10

5. 《分析化学实验》


开课单位


课程名称分析化学 I实验英文名称 Analytical chemistry-I

Lab

学分 1 学时 48

授课对象

（面向专业）

物质学院 2014 级

和 2015 级化学专

业

双语 /中文 /


先修课程分析化学 I


本学期的分析化学 I 实验是面向物质学院 2014 级和 2015 级化学专业学生

的专业必修课，与分析化学 I配套并同步开展教学。

分析化学实验课的目的是：

1.学习、掌握化学定量分析实验的基本知识、基本操作、基本技能、典型的

分析方法和实验数据处理方法。

2.确立“量”的概念、“误差”和“偏差”的概念及“有效数字”的概念，了

解并能掌握影响分析结果的主要因素和关键环节，合理地选择实验条件和实验仪

器，以确保定量结果的可靠性。

3.通过实验加深对有关理论的理解并能灵活运用所学理论知识和实验知识

指导实验设计及操作，提高分析解决实际问题的独立工作能力及统筹思维能力，

培养创新与探究意识。

4.培养严谨的科学作风和良好的实验素养。

本课程基本要求：

1.课前认真预习，领会实验原理，了解实验内容、步骤和注意事项，在认真

阅读实验教材的基础上写出预习报告，内容包括实验题目、日期、原理、仪器与

试剂、实验内容及简要步骤等，设计要记录和处理的实验数据的表格。

11

2.按时到指定实验室进行实验。实验前应认真清点清洗要用的仪器，注意记

录，积极思考，不清楚的地方及时提问，不可做其他的事情。

3.实验时要严格按照规范的操作要求进行，仔细观察实验现象，并及时记录；

要善于思考，学会运用所学理论知识解释实验现象、研究实验中的问题；实验数

据必须记录在专用的、预先编好页码的实验记录本上，不得涂改、编造实验数据；

认真书写并按时递交实验报告，经老师许可，方可离开实验室。

4.自觉遵守实验室的各项规章制度，保持实验室内安静、实验台面的清洁整

齐，爱护仪器和公用设施，养成良好的实验室工作习惯，树立环保意识，注意安

全，厉行节约。

5.值日生做好实验室的清洁卫生，关好水、电、门、窗。


课堂教学内容教学进度和学时安排

0 绪论

（基本要求、安全常识、定量分析概述等）

第 2周/4学时

1 有机酸摩尔质量的测定

（酸碱滴定实验）

第 3周/4学时

2 阿司匹林药片中乙酰水杨酸含量的测定

(酸碱滴定实验)

第 5周/4学时

3 HCl-HAc 混合液的电位滴定

（酸碱滴定实验）

第 6周/4学时

4 EDTA 溶液的标定

（络合滴定实验）

第 7周/4学时

5 Bi3+Pb2 混合溶液的连续滴定


第 9周/4学时

6 胃舒平药片中 Al(OH)2和 MgO 含量的测定


第 10周/4学时

7 维生素 C 制剂及果蔬中抗坏血酸含量的直接碘量法

测定

（氧化还原滴定实验）

第 11周/4学时

8 补钙制剂中钙含量的测定

（氧化还原滴定实验）

第 12周/4学时

9 莫尔法测定可溶性氯化物中氯含量

（沉淀滴定实验）

第 13周/4学时

12

10 钢铁中镍含量的测定

（重量分析实验）

第 14周/4学时

11 邻二氮菲分光光度法测定微量铁

（分光光度法实验）

第 15周/4学时

13

6. 《无机化学实验》


开课单位


课程名称无机化学实验英文名称 Inorganic Chemistry

Laboratory

学分 1 学时 4 hours/week

授课对象

（面向专业）化学系

双语 /中文 /

全英文授课双语

先修课程普通化学 I，普通化学 I实验


这是一个针对本科生开设的实验室课程，将为无机化学计算和合成技能提供

全面的培训。参与者应已学习无机化学课程并通过相关考核。因实验室设施的容

量有限，对打算选择化学或材料作为专业的学生可考虑优先录取。



实验一绪论

第 2周

4学时

实验室

实验二高温超导体 YBa2Cu3O7-x

的合成与性能测试（第 1部分）

第 3周

4学时

实验室合成

实验三高温超导体 YBa2Cu3O7-x

的合成与性能测试（第 2部分，第

1 组）

第 4周

4学时

实验室合成

实验四高温超导体 YBa2Cu3O7-x

的合成与性能测试（第 2部分，第

2 组）

第 5周

4学时

实验室合成

实验五钌发光体的合成与性质检

测（第 1部分，第 1组）

第 6周

4学时

实验室合成

实验六钌发光体的合成与性质检第 7周实验室合成

14

测（第 1部分，第 2组） 4学时

实验七钌发光体的合成与性质检

测（第 2部分）

第 8周

4学时

实验室合成

实验八钌发光体的合成与性质检

测（第 3部分）

第 9周

4学时

实验室合成

实验九钴化合物的合成与载氧性

能测试（第 1部分）

第 10周

4学时

实验室合成

实验十钴化合物的合成与载氧性

能测试（第 2部分）

第 11周

4学时

实验室合成

实验十一钴化合物的合成与载氧

性能测试（第 3 部分）

第 12周

4学时

实验室合成

实验十二利用高斯软件计算水和

硒化氢的势能面

第 13周

4学时

上机

实验十三利用高斯软件计算路易

斯酸碱对的强度

第 14周

4学时

上机

实验十四利用高斯软件计算八面

体钴的几何构型、电子结构和氧化

还原电位

第 15周

4学时

上机

15

7. 《无机化学》

I．General Information

Course Code CHEM1301

Course Title 无机化学/Inorganic Chemistry

Credit 3 Teaching Hours 3 hours per week

Major Chemistry, Material

Prerequisite(s) General chemistry I

II．Course Description

An undergraduate-level introduction to inorganic chemistry that

covers topics including atomic structures, periodic trends, symmetry and

group theory, inorganic solids, molecular orbital theory, molecular

structure, acid-base chemistry, band theory, solid state chemistry, main

group element chemistry, coordination chemistry, organometallic

chemistry, and bioinorganic and environmental chemistry. Prerequisite:

General Chemistry I.

III．Course Schedule

Week # Week

day Class Topic

Section 1: Introduction, Group

Theory

Symmetry & Group Theory

1 Tues Introduction, Symmetry &Point

Groups

16

Wed Symmetry & Group Theory

2 Wed Representations of Point Groups Problem Set #1 (due in 2

weeks)

3 Tues Application of Group Theory

Section 3: Bonding Theory and

Molecular Orbital

Wed Valence Bond Theory

4 Wed Valence Bond Theory Problem Set #1 (due)

5 Tues Molecular Orbital Theory Problem Set #3 (due in 1

week)

Wed Molecular Orbital for Diatomic

Molecules

(optional) Discussion Section

Notes

6 Wed MO theory Problem Set #4 (due in 1

week)

7 Tues Midterm exam


Notes; Problem Set #3

Solutions

Wed Acid-Base Chemistry Problem Set #4 Solutions

8 Wed Main Group Chemistry & MO

9 Tues Main Group Chemistry

Wed Solid State Structure

10 Wed Solid State Structure Problem Set #5 (due in 1

week)

11 Tues Solid State Structure

Wed Solid State and Band Theory Problem Set #6 (due in 2

weeks)

12 Wed Coordination Chemistry Problem Set #5 Solutions

13 Tues Coordination Chemistry

Wed Coordination Chemistry Problem Set #7 (due in 2

weeks)

14 Wed Coordination Chemistry

15 Tues Organometallic Chemistry Problem Set #6 Solutions

Wed Organometallic Chemistry

17

16 Wed Bioinorganic and Environmental

Chemistry

Problem Set #8 (due in 1

week)

17 Tues Final Exam Review

Wed Final Exam Problem Set #7 Solutions

18 Wed


Notes;

Problem Set #8 Solutions

18

8. 《有机化学实验 I》


开课单位


课程名称有机化学实验 I 英文名称 Organic Chemistry

Laboratory I

学分 1 学时每周 4学时，实共 44学时

授课对象

（面向专业）化学、材料、生命

双语/中文/


先修课程普通化学实验 I、II


有机化学是一门实验科学，全部理论和应用成就都建立在坚实的实验基础之

上，百年以来发展了多种多样的处理有机物、实施有机反应的经验和实验技术。

本课程通过典型实验，配合、拓展理论课堂学习，并介绍多种当代研究中最常用

的实验技术。

本课程的目的是令学生在给定实验目的和材料之后可以自如操作，完成实验。


实验内容教学进度

第一课绪论、安全教育、实验准备、清点玻璃仪器

第二课消旋苯乙胺拆分准备

第 3周

第二课消旋α苯乙胺拆分（续前）第 4周

第三课茶叶中提取咖啡因第 6周

第四课阿司匹林 TLC与柱层析第 7周

第五课格氏试剂环己酮加成第 8周

第六课乙酸异戊酯制备第 9周

第七课合作实验：环氧化合物开环选择性第 11周

第八课薄荷醇消除制烯烃第 12周

第九课溴加成肉桂酸第 13周

19

第十课合作实验：羟醛加成与缩合第 14周

第十一课傅-克酰基化反应第 15周

期末考试无

20

9. 《有机化学 I》


开课单位


课程名称有机化学 I 英文名称 Organic Chemistry I

学分 3 学时 3学时/周，实共 47

授课对象


双语/中文/

全英文授课中文为主，包含英文内容

先修课程普通化学 I,II


课程简介：

有机化学大体是研究各种以碳为骨架的化合物的科学，是化学学科中的重要

分支，在整个人类科学体系中也处于中心地位。经过上百年的发展，有机化学工

业为人类社会提供了不计其数的药品和化工产品，大大提高了人类的整体生活水

平。有机化学传统上与生命科学、药学等结合紧密，与人类的健康生活密切相关；

20 世纪初期开始起步的石油炼制工业为人类提供了高校的能源；在二战之后又

孕育了高分子科学，为人类提供了一大类低成本材料；近年在有机材料、有机半

导体、有机太阳能电池等领域的科学进展令有机化学与材料、电子信息等新兴学

科的结合愈加紧密，是有机化学的最新发展方向。有机化学在化学领域中，与无

机化学交叉产生了金属有机化学、金属催化化学、高分子化学等子领域，与物理

化学交叉产生了物理有机化学、计算化学、表面催化等子领域，与分析化学交叉

产生了应用广泛的色谱、质谱、核磁等分析方法，与生物化学交叉产生了研究小

分子对生物体系作用的化学生物学等前沿领域。



本课程将与配套实验课程紧密结合，通过典型实验配合、拓展理论课堂学习，并

21

介绍多种当代研究中最常用的实验技术。

如前所述，经过百年以上的发展，有机化学家们从实验中积累了大量的经验，

总结出既有系统性又有多样性的规律，并成功地以此进行了大量创新。这些规律

的核心是有机化学反应机理。反应机理可将孤立的化合物和化学反应联系起来，

形成有逻辑的整体，解释实验现象，预测未知反应，并指导进一步的创新实践。

因有机化学内容繁多，第一学期将视学生基础，首先主要介绍有机物命名、

结构理论、立体化学、波谱/色谱等分离表征方法等“静态”内容，再开始依次

介绍各种反应类别、相关化合物的性质、来源、合成等内容，预计将包括羰基亲

核加成、羰基亲核取代、烷基亲核取代、消除反应、不饱和烃亲电加成、芳香化

合物亲电取代、共轭加成以及环加成反应。预计第二学期将讲授芳香化合物亲核

取代、自由基反应、光化学反应、官能团转化、杂元素化合物、多步合成、金属

有机反应、不对称反应、高分子聚合等高级内容。应用拓展方面，预计两个学期

内将依内容相关性介绍石化工业、能源工业、生物化学、农业、橡胶工业、食品

工业、制药工业、精细化工、绿色化学中各类有机反应的应用，以及计算化学、

有机新材料、化学生物学等最新进展。

教学目的：

我国在各大化学化工传统及前沿研究方向，以及生命科学各领域中，均需要大

量具备有机化学基本素质的高质量人才。因此，为培养未来学术界与产业界的领

袖，上海科技大学面向物质科学与技术学院、生命科学与技术学院本科生开设有

机化学课是实现这两个学院本科生培养目标的必要条件。

本课程将以有机反应机理为核心，讲述内容包括有机物命名、结构、合成、反

应、机理、表征等，力求将传统有机化学课堂以记忆为主的学习模式转变为理解

反应机理为主的学习模式，并在此基础上扩展学生们的知识面。

学生通过该课程两个学期的学习之后，将基本掌握各类有机化合物的结构与性

质的关系，可以独立提出反应机理解释实验现象，能够通过各类有机化合物的结

构预测它们的反应性，能够通过有机分子的结构提出可行的合成路线。同时学生

将对有机化学在现实社会各行各业中的应用有广泛涉猎。这些知识和能力将为学

生在以后在相关专业的学习与工作中打下良好基础。

22

三、教学内容、教学方式和学时安排：

每周 3 学时，按 2+1 排布

理论课课堂教学内容教学进度和学时安排教学方式

第一章绪论

1.1 历史、人物、重要成就

1.2 逻辑、世界观、方法论

1.3 伦理、安全

1.4 未来发展

1.5 课程考试相关

第 1周 1学时课堂教学、课后

复习（作业）

第二章结构与命名

2.1 有机化合物结构价键理论

2.2 分子轨道理论

2.3 有机化合物命名、异构体、官

能团、Chemdraw 作图

2.4 酸碱理论

2.5 立体化学

2.6 构象分析

第 1周 1学时

第 1周 1学时

第 2周 1学时（中秋）

第 2周 1学时（中秋）

第 3周 1学时（国庆）


第三章有机物结构测定

3.1 物理、化学性质鉴定

3.2 红外光谱

3.3 紫外光谱与共轭

3.4 核磁共振谱

3.5 质谱

3.6 分离提纯与色谱

3.7 其它分析手段


第 4周 1学时

第 4周 1学时

第 4周 1学时

第 5周 1学时

第 5周 1学时

第 5周 1学时

随堂期中考试 I 第 6周 2学时 90 分钟闭卷

第四章羰基亲核加成

4.1 反应机理基础

4.2 羰基加成的理论

4.3 阴离子加成-氰/氢/亚硫/金

属

4.4 中性亲核试剂-水/醇

4.5 酸催化/碱催化

第 6周 1学时

第 7周 1学时

第 7周 1学时

第 7周 1学时

第 8周 1学时

第五章羰基亲核取代

5.1 羧酸衍生物之间的转化

5.2 羧酸衍生物与氢/金属反应

5.3 亚胺

第 8周 1学时

第 8周 1学时

第 9周 1学时

23

第六章烷基亲核取代

6.1 卤代烷 SN2、SN1

6.2 碳正离子与阳离子重排

6.3 影响亲核取代的各种因素

第 9周 1学时

第 9周 1学时

第 10周 1学时

第七章消除反应

7.1 E1消除

7.2 E2消除

第 10周 1学时

第 10周 1学时

随堂期中考试 II 第 11周 2学时 90 分钟闭卷

7.3 E1cb消除第 11周 1学时

第八章烯烃、炔烃亲电加成

8.1 卤素加成

8.2 环氧化

8.3 氧化断裂

8.4 水合、HX加成

8.5 硼氢化

第 12周 1学时

第 12周 1学时

第 12周 1学时

第 13周 1学时

第 13周 1学时

第九章烯醇与烯醇盐

9.1 互变异构体

9.2 烯醇与烯醇盐作为亲核试剂

9.3 缩合反应

第 13周 1学时

第 14周 1学时

第 14周 1学时

第十章芳香烃亲电取代

10.1 F-C亲电取代机理

10.2 取代基效应

10.3 多环芳烃、杂环芳烃

第 14周 1学时

第 15周 1学时（元旦）


第十一章共轭加成

11.1 共轭加成-金属试剂加成

11.2迈克尔加成、亲核环氧化


第 16周 1学时

第十二章环加成反应

12.1 D-A反应，协同机理

12.2 D-A反应的选择性

第 16周 1学时

第 16周 1学时

期末考试第 17/18周 120 分钟闭卷

24

10. 《有机化学 II 实验》


开课单位


课程名称有机化学 II实验英文名称 Organic chemistry II

lab

学分 1 学时 48学时

授课对象

（面向专业）

物质、生命学院

本科大二新生

双语/中文/


先修课程有机化学 I，有机化学 I实验


实验课的目的是通过理论和实验结合，加深学生对基本原理和反应的理解，

并引导学生对化学的兴趣。学生在给定实验目的和材料之后可以自如操作，熟悉

各种常用技术与仪器，并完成实验。


实验内容教学进度

第一课绪论;香豆素-3-羧酸合成

目的：实验室安全;熟悉 Perkin反应和 Knoevenagel反应

活动：水杨醛和丙二酸酯在有机碱-六氢吡啶催化下,缩合生成中

间体香豆素-3-甲酸乙酯。后者加碱水解后,再次酸化闭环内酯化

生成香豆素-3-羧酸。重结晶后红外表征。

材料：水杨醛、丙二酸酯、六氢吡啶、无水乙醇、冰醋酸、95%乙

醇、氢氧化钠、浓盐酸、无水氯化钙

第 2,3周

第二课傅-克酰基化反应

目的：傅-克酰基化、路易斯酸催化机理。

活动：磷酸催化、乙酸酐和二茂铁反应。倒入冰水淬灭，NaOH洗，

抽滤得到粗产物，重结晶并通过红外表征。

第 4周

25

材料：二茂铁、乙酸酐、磷酸、碳酸氢钠、石油醚。

第三课荧光素的制备

目的：羧酸衍生物转化机理、分水器原理、红外光谱原理；熟悉浓

硫酸取用、蒸馏、红外光谱等操作。

活动：间苯二酚和邻苯二甲酸酐在二氯化锌催化下缩合，淬灭反

应并收集固体，重结晶并干燥。在碱性溶液中溶解并观测不同 pH

条件下的荧光吸收。

材料：间苯二酚，邻苯二甲酸酐，二氯化锌，盐酸，氢氧化钠

第 5周

第四课喹啉的合成

目的：熟悉生成杂环化合物喹啉及其衍生物最重要的方法-Skraup

反应。

活动：苯胺与无水甘油，浓硫酸及弱氧化剂硝基化合物加热可得

到粗产物。柱层析纯化。

材料：间苯二酚，邻苯二甲酸酐，二氯化锌，盐酸，氢氧化钠。

第 6,7周

第五课反式肉桂醛的 Wittig 反应

目的：Wittig反应及双键立体化学；

活动：从苄氯出发，制备磷叶立德，分离并干燥。所得磷叶立德与

肉桂醛反应，得到共轭烯烃，萃取分离，旋蒸，重结晶，测定熔点，

并通过核磁确定双键构型。

材料：肉桂醛、三苯基膦、氢氧化钠溶液、乙醇；熔点毛细管和核

磁管

第 9周

第六课 [3,6]-亚甲基-4-环己烯-1,2-对苯二醌

目的：进一步熟悉 Diels-Alder反应；

活动：对苯二醌和环戊二烯冰浴中反应得到粗产物,重结晶,测定

熔点.

材料：对苯二醌、环戊二烯、无水乙醇、石油醚

第 10周

第七课苯甲醛制备二苯乙醇酸

目的：安息香缩合，醇的氧化反应，二苯乙醇酸重排。

活动：三步化学反应：硫胺素(维生素 B1)催化的安息香缩合，产

物重结晶并测定红外吸收光谱。所得产品进行下一步氧化反应，

重结晶并与原料比对红外吸收光谱。二苯乙二酮在碱性条件下重

排得到最终产物二苯乙醇酸。

材料：苯甲醛，硫胺素盐酸盐，乙酸，六水合三氯化铁，氢氧化钾

第

11,13,14

周

26

溶液，盐酸溶液

第八课脯氨酸催化不对称羟醛缩合反应

目的：羟醛缩合、脯氨酸催化机理、旋光测定原理；旋光仪使用。

活动：脯氨酸、丙酮与异丁醛缩合；反应之后萃取、旋蒸；测定核

磁和旋光。

材料：丙酮、异丁醛、脯氨酸、乙醚、乙醇、碳酸氢钠水溶液旋

蒸、核磁、旋光仪

第 16周

27

11. 《有机化学 II》


开课单位


课程名称有机化学 II 英文名称 Organic Chemistry II

学分 3 学时 3学时/周，实共 48

授课对象


双语/中文/

全英文授课中文为主，包含英文内容

先修课程大学化学 I,II；有机化学 I


课程简介：

有机化学大体是研究各种以碳为骨架的化合物的科学，是化学学科中的重要

分支，在整个人类科学体系中也处于中心地位。经过上百年的发展，有机化学工

业为人类社会提供了不计其数的药品和化工产品，大大提高了人类的整体生活水

平。有机化学传统上与生命科学、药学等结合紧密，与人类的健康生活密切相关；

20 世纪初期开始起步的石油炼制工业为人类提供了高校的能源；在二战之后又

孕育了高分子科学，为人类提供了一大类低成本材料；近年在有机材料、有机半

导体、有机太阳能电池等领域的科学进展令有机化学与材料、电子信息等新兴学

科的结合愈加紧密，是有机化学的最新发展方向。有机化学在化学领域中，与无

机化学交叉产生了金属有机化学、金属催化化学、高分子化学等子领域，与物理

化学交叉产生了物理有机化学、计算化学、表面催化等子领域，与分析化学交叉

产生了应用广泛的色谱、质谱、核磁等分析方法，与生物化学交叉产生了研究小

分子对生物体系作用的化学生物学等前沿领域。



本课程将与配套实验课程紧密结合，通过典型实验配合、拓展理论课堂学习，并

介绍多种当代研究中最常用的实验技术。

28

如前所述，经过百年以上的发展，有机化学家们从实验中积累了大量的经验，

总结出既有系统性又有多样性的规律，并成功地以此进行了大量创新。这些规律

的核心是有机化学反应机理。反应机理可将孤立的化合物和化学反应联系起来，

形成有逻辑的整体，解释实验现象，预测未知反应，并指导进一步的创新实践。

有机化学内容繁多，在授课上分为第一学期（有机化学 I）和第二学期（有

机化学 II）两学期课程。第一学期已经教授：有机物命名、结构理论、立体化学、

波谱/色谱等分离表征方法等“静态”内容，羰基亲核加成、羰基亲核取代、烷

基亲核取代、消除反应、不饱和烃亲电加成、芳香化合物亲电取代、共轭加成以

及环加成等各种反应。在此基础上，预计第二学期将讲授芳香化合物取代、自由

基反应、管能团转化、杂元素化合物、多步合成、金属有机反应、不对称反应、

生命有机化学高级内容。应用拓展方面，预计介绍石化工业、能源工业、生物化

学、农业、橡胶工业、食品工业、制药工业、精细化工、绿色化学中各类有机反

应的应用，以及计算化学、有机新材料、化学生物学等最新进展。

教学目的：

我国在各大化学化工传统及前沿研究方向，以及生命科学各领域中，均需要

大量具备有机化学基本素质的高质量人才。因此，为培养未来学术界与产业界的

领袖，上海科技大学面向物质科学与技术学院、生命科学与技术学院本科生开设

有机化学课是实现这两个学院本科生培养目标的必要条件。

本课程将以有机反应机理为核心，讲述内容包括有机物命名、结构、合成、

反应、机理、表征等，力求将传统有机化学课堂以记忆为主的学习模式转变为理

解反应机理为主的学习模式，并在此基础上扩展学生们的知识面。

学生通过该课程两个学期的学习之后，将基本掌握各类有机化合物的结构与

性质的关系，可以独立提出反应机理解释实验现象，能够通过各类有机化合物的

结构预测它们的反应性，能够通过有机分子的结构提出可行的合成路线。同时学

生将对有机化学在现实社会各行各业中的应用有广泛涉猎。这些知识和能力将为

学生在以后在相关专业的学习与工作中打下良好基础。

三、教学内容、教学方式和学时安排：每周 3学时，按 2+1 排布

29

理论课课堂教学内容教学进度和学时安排教学方式

第一章芳环取代反应

1.1 加成消除机理

1.2 芳环取代基效应

1.3 芳环亲核取代反应

1.4 芳环亲电取代反应

第 1周 1学时

第 1周 2学时

第 1周 3学时

第 2周 1学时

第二章重排反应

2.1 邻基参与效应

2.2 碳正离子重排

2.3频哪醇重拍反应

2.4拜耳－维立格氧化重排

2.5 扩环重排反应

2.6 重排反应应用

第 2周 2学时

第 2周 3学时

第 3周 1学时

第 3周 2学时

第 3周 3学时

第 4周 1学时

第三章自由基反应

3.1 自由基的结构、性质

3.2 自由基的稳定性

3.3 自由基的生成

3.4 自由基的链式反应

3.5 自由基–自由基反应

第 4周 2学时

第 4周 3学时

第 5周 1学时

第 5周 2学时

第 5周 3学时

随堂期中考试 I 第 6周 1，2学时 90 分钟闭卷

第四章芳杂环化合物

4.1 芳杂环化合物介绍

4.2 五元芳杂环

4.3 六元芳杂环

4.4 吡咯、吡啶合成

第 6周 3学时

第 7周 1学时

第 7周 2学时

第 7周 3学时

第五章杂元素化合物

5.1 含硫化合物

5.2 含磷化合物

5.3 含硅化合物

5.4 烯烃化反应

5.5 保护基化学

第 8周 1学时

第 8周 2学时

第 8周 3学时

第 9周 1学时

第 9周 2学时

第六章周环反应

6.1 Diels-Alder 反应、机理

6.2 Diels-Alder 选择性

6.3 前线轨道理论

6.4 【2+2】环加成反应

6.5 【3，3】重排反应

6.6 σ迁移反应

第 9周 3学时

第 10周 1学时

第 10周 2学时

第 10周 3学时

第 11周 1学时

第 11周 2学时

30

6.7 电环化反应第 11周 3学时

随堂期中考试 II 第 12周 1，2学时 90 分钟闭卷

第七章金属有机反应

7.1 经典金属有机试剂性质

7.2 过渡金属复合物性质

7.3 钯催化的偶联反应

7.4 过渡金属参与的反应

第 12周 3学时

第 13周 1学时

第 13周 2学时

第 13周 3学时

第八章不对称催化

8.1 手性池化合物

8.2 手性辅基

8.3 不对称催化反应

第 14周 1学时

第 14周 2学时

第 14周 3学时

第九章逆合成分析

9.1 逆合成分析、断键方式

9.2 合成子、官能团转换

第 15周 1学时

第 15周 2学时

第十章生命有机化学

10.1 碳水化合物的结构和性质

10.2 氨基酸的结构、命名和性质

10.3 多肽、蛋白质的组成和结构

10.4 核酸的组成、结构和功能

第 15周 3学时

第 16周 1学时

第 16周 2学时

第 16周 3学时

期末考试第 17/18周 120 分钟闭卷

31

12. 《物理化学 I 实验课》


开课单位


课程名称物理化学 I 实验课英文名称 Experimental Physical

Chemistry (I)

学分 1 学时 48

授课对象

（面向专业）

物质学院，生命学

院大二学生

双语 /中文 /

全英文授课中文讲义，中文口授

先修课程普通化学、普通化学实验、普通物理、普通物理实验、高等数

学等


《物理化学 I 实验》综合了相关学科（包括化学各分支学科、物理学科）的

基本研究工具和方法，它应用物理学原理与技术，使用仪器或若干仪器组合成的

实验测量体系，对系统的某一物理或化学性质进行测量，进而研究化学问题。

通过本课程的学习，一方面，使学生掌握基本的物理化学实验技术和数据处

理的技能，加深理解物理化学理论课程的相关知识。另一方面，经过本实验课程

的训练，能够进一步培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识

和创新能力，为学生今后从事化学研究或相关领域的科学研究或技术开发工作打

下扎实的基础。具体而言，《物理化学 I 实验》有以下几个教学目的：

1.使学生知道物理化学实验采用的研究方法，知道常用仪器的构造、原理及

其使用方法，知道近代大型仪器的性能及其在物理化学实验中的应用。

2.使学生加深对物理化学基本原理和概念的理解、增强解决与化学相关的实

际问题的能力。

3.掌握重要的物理化学性质测定方法，熟悉物理化学实验现象的观察和记录、

实验条件的判断和选择、实验数据的测量和处理（能使用有关软件来进行实验数

据的采集以及利用软件完成较为复杂、繁琐的制表与绘图等）、实验结果的分析

和归纳等一套严谨的实验方法。

32

4．培养学生勤奋、求真、求实的科学品德，培养学生善于观察、勤于思考、

胆大心细的习惯。

本课程以实践环节为主，由理论知识及技术讲座及基础性实验组成。讲座内

容包括课程的学习方法、安全防护、数据处理、报告书写和实验设计思想等。实

验部分，安排 9 个实验，包括热力学、化学平衡与相平衡、电化学、表面化学与

胶体化学等方面的内容。



实验 1：绪论 I 第 2 周，6 学时课堂讲授

实验 2：有机物燃烧热的测定第 3 周，4 学时课堂讲授+实验操

作实验 3：弱酸离解热的测定第 4 周，4 学时

实验 4：液体饱和蒸气压的测定第 5 周，4 学时

实验 5：氨基甲酸铵分解平衡常数的测定第 6 周，4 学时

实验 6：凝固点下降法测定物质的摩尔质量第 7 周，4 学时

实验 7：绪论 II 第 8 周，6 学时课堂讲授

实验 8：环己烷-乙醇气液平衡相图的绘制第 9 周，4 学时课堂讲授+实验操

作实验 9：溶液表面张力的测定第 10 周，4 学时

实验 10：离子迁移数测定第 11 周，4 学时

实验 11：碳钢阳极极化曲线的测定第 12 周，4 学时

33

13. 《物理化学 I》


开课单位


课程名称物理化学 I 英文名称 Physical Chemistry I

学分 3 学时 48

授课对象

（面向专业）

物质，生命学院大

二学生

双语/中文/

全英文授课英文教材讲义，中文口授

先修课程高等数学、大学化学和大学物理


物理化学是化学科学中的重要组成部分，主要介绍化学科学与化学工艺学的

理论基础，在整个大学化学化工教学中起着承上启下的作用。物理化学 I主要介

绍关于平衡态方面的知识，包括气体的性质，热力学定律，胶体与界面化学，相

变，化学平衡以及电化学平衡等。教学目的一是加强学生对自然现象本质的认识；

二是培养学生运用数理方法理解化学问题的思维方法和能力；三是让学生从宏观

角度理解化学、物理变化过程，并为接下来从宏观角度向微观角度过渡来学习统

计力学，量子化学与化学反应动力学奠定基础。



1. 绪论及第一章

气体性质（The properties of

gases）

第 1～2周，1+3学时课堂教学、课后

复习（作业）

2. 第二章

热力学第一定律的概念（The first

law: the concepts）

第 2~3周，4学时课堂教学、课后


习题讨论

3. 第三章第 3~4周课堂教学、课后

34

热力学第一定律（The first law:

the machinery）

3学时+1学时习题课复习（作业）、

习题课讨论

随堂测验 1 复习第 5周，1学时习题分析、讨论

随堂测验 1 第 5周，1学时考试，闭卷

4. 第四章

热力学第二定律的概念（ The

second law: the concepts）

第 5～6周，4学时课堂教学、课后


习题课讨论

5. 第五章

热力学第二定律（The second law:

the machinery）

第 7～8周

3学时+1 学时习题课



习题课讨论

随堂测验 2 复习第 8周，1学时习题分析、讨论

随堂测验 2 第 8或 9周，1学时考试，闭卷

6. 第六章

单组分系统的物理变化（Physical

transformations of pure

substances）

第 9~10周




习题课讨论

7. 第七章

简单多组分混合物系统（Simple

mixtures）

第 10~11周




习题课讨论

8. 第八章

相图（Phase diagrams）

第 11~12周




习题课讨论

随堂测验 3 复习第 12～13周，1学时习题分析、讨论

随堂测验 3 第 12～13周，1学时考试，闭卷

9. 第九章

化学平衡（Chemical equilibrium）

第 13~14周




习题课讨论

10. 第十章

电化学平衡（ Equilibrium

electrochemistry）

第 14~15周




习题课讨论

期末复习第 16周，2学时习题分析、讨论

期末考试第 17周，2学时闭卷

35

14. 《物理化学 II 实验》


开课单位


课程名称物理化学 II 实验英文名称 Experimental Physical

Chemistry (II)

学分 1 学时 44

授课对象

（面向专业）

物质学院，生命学

院大二学生

双语 /中文 /

全英文授课中文讲义，中文口授

先修课程大学化学、大学化学实验、大学物理、大学物理实验、高等

数学等


《物理化学 II 实验》综合了相关学科（包括化学各分支学科、物理学科）的

基本研究工具和方法，它应用物理学原理与技术，使用仪器或若干仪器组合成的

实验测量体系，对系统的某一物理或化学性质进行测量，进而研究化学问题。

通过本课程的学习，一方面，使学生掌握基本的物理化学实验技术和数据处

理的技能，加深理解物理化学理论课程的相关知识。另一方面，经过本实验课程

的训练，能够进一步培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识

和创新能力，为学生今后从事化学研究或相关领域的科学研究或技术开发工作打

下扎实的基础。具体而言，《物理化学 II 实验》有以下几个教学目的：

1.使学生知道物理化学实验采用的研究方法，知道常用仪器的构造、原理及

其使用方法，知道近代大型仪器的性能及其在物理化学实验中的应用。

2.使学生加深对物理化学基本原理和概念的理解、增强解决与化学相关的实

际问题的能力。

3.掌握重要的物理化学性质测定方法，熟悉物理化学实验现象的观察和记录、

实验条件的判断和选择、实验数据的测量和处理（能使用有关软件来进行实验数

据的采集以及利用软件完成较为复杂、繁琐的制表与绘图等）、实验结果的分析

和归纳等一套严谨的实验方法。

36

4．培养学生勤奋、求真、求实的科学品德，培养学生善于观察、勤于思考、

胆大心细的习惯。

本课程以实践环节为主，它由理论知识及技术讲座、基础性实验、综合性实

验、设计性实验等部分组成。讲座内容包括课程的学习方法、安全防护、数据处

理、报告书写和实验设计思想等。实验部分，安排 11-15 个实验，包括热力学、

电化学、化学动力学、表面化学与胶体化学、化学综合等方面的内容。



实验 0：绪论第 5 和 6 周课堂讲授

实验 1：酯皂化反应动力学学生将被分成若干小组，

以循环方式逐个完成全

部实验

课堂讲授+实验操

作实验 2：离子迁移数测定

实验 3：金属钝化曲线测定

实验 4：循环伏安法研究金属在酸性溶液中

的电化学行为

实验 5：分子筛 ZSM-5 的合成及物性表征

(1)

实验 5：分子筛 ZSM-5 的合成及物性表征

(2)

实验 6：计算机模拟基元反应

37

15. 《物理化学 II》


开课单位


课程名称物理化学 II 英文名称 Physical Chemistry II

学分 3 学时 48

授课对象

（面向专业）

物质，生命学院

大二学生

双语/中文/

全英文授课英文教材讲义，中文口授

先修课程高等数学、普通化学和普通物理


物理化学是化学科学的理论基础。物理化学 II 大致包括统计热力学基础、分

子间相互作用，和动力学三大部分。统计热力学基础介绍玻尔兹曼统计，配分函

数和热力学性质；分子间相互作用讨论分子自组装，大分子结构，固体和表面的

物理化学；动力学讨论气体和液体里的分子运动规律，化学反应动力学，和分子

反应动力学等内容。教学以理论为主线，辅以实验方法和原理帮助学生理解物理

化学的核心原理和实践的结合。教学目的一是培养学生从微观角度理解和预测实

验可以测得的宏观性质的能力，二是提升学生对各种物理化学平衡，热力学定律，

化学反应的本质及其决定性因素的认识，三是为后续的专业选修课程和科研课题

打下理论基础。


下表是教学内容和进度安排。学时为课堂讲授时间。此外，教授答疑时间是

每周 1 小时，具体时间地点待定。另外助教主持的习题课也是每周 1 小时，时间

地点待定。


38

第一篇统计热力学基础

1）组态和权重，配分函数，玻尔兹

曼统计，内能和统计熵，独立子

统计热力学。

2）配分函数和热力学性质的数学

关系，状态方程，剩余熵，平衡

常数和配分函数

第 1-5周

15 学时

课堂讲授，辅以

提问讨论。学生

平均需用 2倍于

讲授的时间自习

完成作业

Quiz I 1学时

第二篇分子间相互作用

1）偶极矩,极化,相对介电常数，

折射率,偶极间相互作用,排斥

与总的相互作用。气体分子的

相互作用，液体分子的相互作

用。

2）大分子的结构，蛋白质核酸的

结构，生物大分子的稳定性。结

构和形貌测量（摩尔质量，质

谱，激光散射，超速离心，电泳，

色谱，粘度），自组装现象（胶

体，胶束和生物膜，表面）

3）晶格，晶胞，晶面，中子和电子

衍射,金属,离子化合物,分子

与共价网络固体,固体的机械、

电子结构和磁性能。表面的生

长和组成，表面吸附理论，吸附

曲线

6-11 周

18 学时

同上

Quiz II 1学时

第三篇动力学基础

1）气体的动力学模型,表面的碰

撞,理想气体动力学,分子在液

体里的运动，电解质溶液的电

导率，迁移率和离子-离子的相

互作用。扩散和扩散方程。

2）反应速率，反应速律及其确定

方法，反应速率与温度的关系，

基元反应，序列基元反应，连锁

反应，复杂反应，均相催化，酶

催化,振荡和混沌现象，光化学

12-16周，15学时同上

39

动力学。

3）分子碰撞理论，扩散控制的反

应及物质平衡方程，过渡态理

论，Eyring 方程，分子碰撞动

力学，势能面，电子迁移理论和

实验，电极与溶液界面，电荷转

移速率，表面的动力学及表面

催化

Quiz III 1学时

期末考试 17-18周，2学时闭卷考试

40

16. 《结构化学》


开课单位


课程名称结构化学英文名称 Structural Chemistry

学分 4 学时 64

授课对象

（面向专业）化学专业本科生

双语 /中文 /


先修课程无机化学、有机化学、高等数学、线性代数、大学物理


《结构化学》课程是一门在原子、分子水平上认识物质微观结构的课程，内

容涵盖量子力学基本原理及其在化学中的应用，包括原子结构、分子结构以及相

应的光谱学技术和原理，其前修课程包括：无机化学、有机化学、高等数学含线

性代数、大学物理等。


课堂教学内容周次/课时教学方式

0 课程介绍 1/2

1 量子力学基本原理

1.1 量子力学的产生

1/2

1.2 薛定谔方程 2/2

1.3 波函数 2/2

2. 量子力学的简单应用

2.1 平移运动

3/2

2.2 振动与转动 3/2

2.3 近似方法 4/2

量子力学基本假设 4/2 习题分析、讨论

3. 原子结构

3.1 氢原子的薛定谔方程

5/2

3.2 氢原子的能级和波函数 5/2

41

3.3 多电子原子结构 6/2

3.4 原子光谱 6/2 习题分析、讨论

4. 分子结构

4.1 价键理论

双原子分子

7/2

多原子分子 7/2

4.2 分子轨道理论

双原子分子结构

8/2

4.3 多原子分子结构 8/2 习题分析、讨论

5. 分子对称性

5.1 对称元素与对称操作

9/2

5.2 分子对称性分类 9/2

5.3 特征标表 10/2 习题分析、讨论

6. 分子的振动和转动光谱

6.1 光谱特征

10/2

6.2 转动光谱 11/2

6.3 双原子分子的振动光谱 11/2

6.4 多原子分子的振动光谱 12/2 习题分析、讨论

7. 电子光谱

7.1 电子跃迁

12/2

7.2 电子退激 13/2

7.3 光电子能谱 13/2 习题分析、讨论

8. 磁共振

8.1 磁场对电子和核的作用

14/2

8.2 核磁共振 14/2

8.3 NMR 技术 15/2

8.4 ESR 15/2

复习 16/2 习题分析、讨论

考试 16/2 闭卷

42

17. 《化工原理》


开课单位


课程名称化工原理英文名称 Principles of Chemical Engineering

学分 3 学时 48

授课对象

（面向专业）化学专业

双语 / 中

文 / 全英

文授课

中文

先修课程高数、物理、物理化学


化工原理课程是化工类相近专业的一门主干课，学生在具备了必要的高等数

学、物理、物理化学、计算技术等基础知识之后必修的技术基础课。

化工原理的主要研究内容是以化工生产中的物理加工过程为背景，按其操作

原理的共性归纳成的若干“单元操作”。

化工原理用自然科学的原理考察、解释和处理化工实际问题。研究方法主要

是理论解析和在理论指导下的实验研究。本课程强调工程观点、定量运算和设计

能力的训练。强调理论和实际相结合、提高分析问题，解决问题的能力。



绪论

第 1 章流体流动与输送机械

1.1 概述

1.2 流体静力学

1.3 流体流动中的守恒原理

第 1周

3学时

课堂教学、讨论、课

后作业

1.4 流体流动的内部结构

1.5 阻力损失

1.6 流体输送管路的计算

第 2周

3学时

课堂教学、讨论、课后

作业

43

1.7 流速和流量的测量

第 2 章流体输送机械

2.1 概述

2.2 离心泵

第 3周

3学时


作业

2.3 往复泵

2.5 气体输送机械

第 3 章流体通过颗粒层的流

动

3.1 概述

3.2 颗粒层的特性

3.3 流体通过固定床的压降

3.4 过滤过程

第 4周

3学时

课堂教学、讨论、习题

分析、课后作业

3.5.1 过滤设备

第 4 章颗粒的沉降和流态化

4.1 概述

4.2 颗粒的沉降运动

第 5周

3学时


作业

4.3 沉降分离设备

第 5 章传热

5.1 概述

5.2 热传导

5.3 对流给热

第 6周

3学时


后作业

5.4 沸腾给热与冷凝给热

第 7周

3学时



5.6 传热过程计算

第 8周

3学时


作业

5.7 换热器

第 7 章吸收

7.1 概述

7.2 气液相平衡

第 9周

3学时



7.3 扩散和单相传质

7.4 相际传质

第 10周

3学时


作业

7.5 低浓度气体吸收第 11周

3学时


后作业

第 8 章精馏

8.1 蒸馏概述

8.2 双组分溶液的汽液相平衡

8.3 平衡蒸馏与简单蒸馏

第 12周

3学时



8.4 精馏

8.5 双组分精馏的设计型计算

第 13周

3学时


作业

8.6 双组分精馏的操作型计算

第 12 章固体干燥

12.1 概述

第 14周

3学时



44

12.2 干燥静力学

12.3 干燥速率和干燥过程计

算

第 15周

3学时


作业

12.4 干燥器

总复习

第 16周

3学时

课堂教学、讨论、习

题分析、课后作业


2小时

闭卷

45

18. 《仪器分析实验》


开课单位


课程名称仪器分析实验英文名称 Instrumental Analysis

Experiment

学分 1 学时

授课对象

（面向专业）

物质学院化学专

业

双语 /中文 /


先修课程普通化学、仪器分析


《仪器分析实验》是仪器分析课程的重要组成部分。课程包括电化学分析法、

光谱分析法及色谱分析法三大模块十一个实验。通过学习本课程，使学生加深对

各种仪器分析方法的基础理论和工作原理的理解，正确和熟练把握仪器分析方法

的基本操作，培养学生运用仪器分析手段解决实际问题的能力，为学习后续课程

及科研工作打下良好的基础。


周次课堂教学内容

第 2周绪论

第 3周实验一离子选择电极法测定天然水中的 F-

第 4周实验二恒电流库仑滴定法测定砷

第 5周实验三循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程

第 6周实验四紫外-可见分光光度法测定苯甲酸离解常数 Pka

第 7周实验五不同物态样品红外透射光谱的测定

第 8周实验六分子荧光标准曲线法定量测量荧光素钠的含量

第 9周实验七 ICP-AES 测定水样中的微量 Cu，Fe 和 Zn

46

第 10周实验八核磁共振波谱法测定乙基苯的结构

第 11周实验九气相色谱定量分析

第 12周实验十高效液相色谱法测定饮料中的咖啡因含量

第 13周

第 14周实验十一气相色谱-质谱联用

47

19. 《仪器分析》


开课单位


课程名称仪器分析英文名称 Instrumental Analysis

学分 3 学时 48

授课对象

（面向专业）化学专业

双语 /中文 /


先修课程普通化学


仪器分析是利用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的物理或物理化

学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构的一门学科。

仪器分析主要由电化学分析、光谱分析以及色谱分析等方面的分析方法所构成。

本课程有配套的实验课程。

通过本课程的学习，学生可以初步掌握仪器分析的基本原理、基本方法以及

相关实验技能同时培养严谨的科学态度、踏实的工作作风以及实事求是的工作作

风，为以后工作以及进一步深造打下坚实的基础。



Chapter 0

Introduction to Instrumental

Analysis

Chapter 1 Fundamentals of

Electrochemistry

第 1周

4学时

课堂教学、讨论

Chapter 2 Electrodes and

Potentiometry

第 2周

2学时


Chapter 3 Redox Titrations 第 3周课堂教学、讨论

48

Chapter 4 Electroanalytical

Techniques

4学时交作业 1（1-2）

Chapter 4 Electroanalytical

Techniques

第 4周

2学时


Chapter 5 Fundamentals of

Spectrophotometry

Chapter 6 Applications of

Spectrophotometry

第 5周

4学时


交作业 2 （3-4），

还作业 1

Chapter 6 Applications of

Spectrophotometry

第 6周

2学时


习题讨论课（一）第 7周

2学时

Chapter 7 Spectrophotometers 第 7周

2学时


交作业 3 （5-6），

还作业 2

Chapter 8 Atomic Spectroscopy 第 8周

2学时


还作业 3

期中考试第 9周

2学时

闭卷

Chapter 9 Mass Spectrometry 第 9周

2学时


交作业 4 （7-8）

Chapter 9 Mass Spectrometry 第 10周

2学时


Chapter 10 Introduction of

Analytical Separations

Chapter 11 Gas Chromatography

第 11周

4学时


Chapter 12 High-Performance

Liquid Chromatography

第 12周

2学时


交作业 5 （9-11），

还作业 4

Chapter 12 High-Performance

Liquid Chromatography

第 13周

2学时


Chapter 13 Chromatographic

Methods and Capillary

Electrophoresis

第 13周

2学时


交作业 6 （ 12-

13），还作业 5

Chapter 13 Chromatographic

Methods and Capillary

Electrophoresis

Chapter 14 Gravimetric and

第 14周

4学时


49

Combustion Analysis

习题讨论课（二）、答疑第 15周

2学时

还作业 6

停课复习第 16周


2学时

闭卷

50

20. 《电化学原理、方法和应用》


开课单位


课程名称电化学原理、方法和应用英文名称

学分 2 学时 32

授课对象

（面向专业）化学，化工，材料化学

双语 / 中文 /


先修课程物理化学


电化学是研究电能和化学能之间的相互转化以及转化过程中有关规律的科

学。本课程包括电化学理论基础、电化学研究方法和电化学应用三部分。理论部

分通过对电极反应动力学的学习，帮助学生理解常用电化学研究方法的原理以及

实验结果的解析；并通过研究实例介绍使学生了解电化学基本原理在研究过程中

如何应用。在电化学理论基础和研究方法学习的基础上讲授目前研发中的实用电

化学体系原理、主要进展和面临的主要挑战。

教学目的主要有：（1）使学生能系统地掌握电化学的基本知识和基本原理，

加深对电化学本质的认识，从而指导实际；（2）使学生学会电化学的科学思维方

法，培养学生提出问题、研究问题、分析问题的能力，特别注重培养学生获取知

识并用来解决实际问题的能力。



电化学体系的基本单元第 1周 2学时课堂教学

“电极/溶液”界面的基本性质第 2、3周 4学时课堂教学

电极反应动力学第 4、5、6周课堂教学

51

6学时

习题课第 7周 1学时课堂教学

物质传递控制反应绪论第 7、8周

3学时

课堂教学

习题课第 9周 1学时课堂教学

电化学研究方法介绍第 9、10、11周

5学时

课堂教学

电化学研究方法文献研讨第 12周 1学时课堂讨论

电催化过程第 12、13、14周

4学时

课堂教学

实用电化学体系~原理、进展及挑

战

第 14、15周

3学时

课堂教学


2学时

闭卷

52

21. 《计算化学：理论与实践》


开课单位


课程名称

计算化学：理论

与实践英文名称

Computational Chemistry:

Principles and Practices

学分 2 学时 ≥32

授课对象

（面向专业）化学、材料、催化

双语 / 中文 /


先修课程无


《计算化学：理论与实践》是基于 2015 年春季授课经验重新打造的重基

础概念更重应用实践的专业课程，其主要目的在于介绍计算化学的基本原理，并

通过大量的实例帮助学生迅速掌握实用的计算方法，以便于直接应用于科研活动

中。该课程基于授课老师多年来一线的研究经验，结合计算化学广泛的应用领域，

有以下突出的特点：

（1）内容丰富：涵盖气相、液相、纳米颗粒、及固体表面的建模与模拟，

介绍多种软件（Materials Studio、GaussView、CASTEP、VASP、Gaussian、Molpro）

的主要使用技巧。

（2）案例教学：结合最新文献，详细介绍分子构型、电子跃迁、热力学

性质、分子反应机理、酸碱性质、溶剂化效应、纳米结构、表面热力学、表面反

应机理、表面微观反应动力学等的模拟。

（3）最低负担：所有教学内容包括随堂小测、期末测验均在课堂进行，

以尽量减少学生的课外负担，提高学生的学习效率。


本课程按内容可分为两大部分，第一部分主要涉及气相和液相体系的理论

53

及模拟，分为六章，共 18 个学时，第二部分主要涉及固体、纳米结构和表面的

理论及模拟，分为五章，共 15 个学时。

课堂教学内容教学进度和

学时安排

教学方式

第一章量子化学基础及单电子理论

1.1 简介

1.2 分子的电子结构

1.3 计算化学的数学基础

1.4 单电子理论

1.5 计算机配置

第 1 周

3 学时

课堂教学

第二章密度泛函理论及分子构型计算

2.1 密度泛函理论

2.2 GaussView 及 Gaussian 入门

2.3 案例 1：分子构型计算

第 2 周

3 学时

课堂教学、上机

实践、随堂测验

第三章电子相关理论及电子跃迁计算

3.1 电子相关理论

3.2 Gaussian 进阶

3.3 案例 2：电子跃迁计算

第 3 周

3 学时



第四章热力学性质计算

4.1 电子相关计算中的常见问题

4.2 Molpro 入门

4.3 案例 3：热力学性质计算

第 4 周

3 学时



第五章过渡态理论及分子反应机理计算

5.1 过渡态理论

5.2 Molpro 进阶

5.3 案例 4：分子反应机理计算

第 5 周

3 学时



第六章酸碱性质及溶剂化效应计算

6.1 溶剂化理论

6.2 案例 5：酸碱性质计算

6.3 案例 6：溶剂化效应计算

第 6 周

3 学时



第七章固体电子结构及纳米结构计算

7.1 固体电子结构理论

7.2 Materials Studio/CASTEP 入门

7.3 案例 7：纳米结构计算

第 7 周

3 学时



第八章表面结构及表面热力学计算

8.1 表面结构模型及理论

8.2 Materials Studio/CASTEP 进阶

8.3 案例 8：表面热力学计算

第 8 周

3 学时



54

第九章表面反应机理计算

9.1 表面反应理论

9.2 VASP 入门

9.3 案例 9：表面反应机理计算

第 9 周

3 学时



第十章表面微观反应动力学计算

10.1 表面微观反应动力学理论

10.2 VASP 进阶

10.3 案例 10：表面微观反应动力学计算

第 10 周

3 学时



第十一章总结、答疑

11.1 结语

11.2 答疑

第 11 周

3 学时

课堂教学、答疑

期末测验第 12 周

2 学时

开卷

物质科学与技术学院 化学方向 开课课程手册 · 课程名称 普通化学i实验...

Documents

物质科学与技术学院化学方向开课课程手册 · 课程名称普通化学i实验...