spContent=元素化学是无机化学课程的重要组成部分。依托元素周期表,我们将开启探索千奇百怪、万紫千红的化学世界的精彩历程。在元素周期表的世界里,有的坚强无比,有的柔软丝滑,有的光芒四射,有的吸力无穷,有的活泼开放,有的懒惰安静----。它们个性突出,用途多样,构成了千奇百怪的世界。让我们一起进入元素的世界,尽情遨游吧!
元素化学是无机化学课程的重要组成部分。依托元素周期表,我们将开启探索千奇百怪、万紫千红的化学世界的精彩历程。在元素周期表的世界里,有的坚强无比,有的柔软丝滑,有的光芒四射,有的吸力无穷,有的活泼开放,有的懒惰安静----。它们个性突出,用途多样,构成了千奇百怪的世界。让我们一起进入元素的世界,尽情遨游吧!
—— 课程团队
课程概述
《无机化学-元素化学》课程是系统地研究元素性质的变化规律以及元素及其化合物的结构、制备、特殊性质、应用,探讨它们结构与性质之间的内在联系。元素化学即是《无机化学》课程的一部分,又可自成一体。元素化学课程使用章伟光主编的《无机化学(第二版)》(科学出版社)为教材,包括五章内容,即元素通论、非金属元素、非过渡金属元素、过渡金属元素、镧系锕系元素。学习者利用学过的化学基本原理知识,从宏观和微观的不同角度来阐明元素及其化合物的性质和反应规律,以及其应用。
《无机化学》课程2007年成为省级精品课程,2013年升级为精品资源共享课程,2020年成为省级一流课程,课程团队成员一致致力于教学改革,从2016年开始将在线课程应用于课程教学,取得了丰硕的成果,积累了丰富的经验。《无机化学-元素化学》在线课程提供学习者丰富的学习资源,能很好地帮助学习者顺利完成课程学习。
授课目标
1. 知识目标:
通过对化学元素的系统学习,使学习者进一步巩固化学反应的基本规律、物质结构的特性;掌握元素重要单质及化合物的合成、特征反应,深入剖析元素组成、物质结构与性质之间的内在联系;使学习者具备无机合成、反应、结构等方面的知识能力。
2. 能力目标:
通过本课程教学,使学生的自学能力、知识应用能力、分析问题和解决问题能力、科研探究能力等得到较大提高。
3. 素质目标:
将课程思政融入专业知识教学,注重科学思维方法的训练和科学伦理的教育,培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。培养学生正确的世界观、人生观、价值观和社会责任,促进学生全面发展。
课程大纲
第六章 元素通论
课时目标:(1) 掌握元素周期表的系、区、族的划分;(2)掌握非金属元素单质和氢化物的性质;(3)掌握非金属元素含氧酸的性质;(4)掌握非金属元素含氧酸盐的性质;(5)掌握p区元素的次级周期性的规律;(6)了解金属元素的概述和通性
6.1 周期表中元素的分类
6.2 非金属元素通论
6.3 金属元素通论
第七章 非金属元素
课时目标:(1)掌握硼的成键特征、其氢化物和卤化物的性质;(2)掌握硼的含氧化合物的结构、性质、用途;(3)掌握碳的含氧化合物的结构、性质、用途;(4)掌握碳的成键特征以及单质好其他化合物的结构和性质;(5)掌握硅的成键特征以及单质和含氧化合物的结构和性质;(6)掌握氨的成键特征以及氮的氢化物的结构和性质;(7)掌握氮的含氧化合物的结构、性质、用途;(8)掌握磷和砷的成键特征以及单质、氢化物的结构和性质;(9)掌握磷和砷+3和+5氧化态的氧化合物的结构、性质、用途;(10)掌握磷和砷的硫化物、氮化物和卤化物的性质;(11)掌握磷和砷的含氧酸及其盐的结构、性质、用途;(12)掌握氧的成键特征和氧化物性质;(13)掌握过氧化氢的结构、性质、用途;(14)掌握S、Se、Te的成键特征和氢化物、硫化物的性质;(15)掌握S、Se、Te的含氧化合物的结构、性质、用途;(16)掌握S的其他含氧酸及其盐的结构和性质;(17)掌握卤素的成键特征以及单质和氢化物的结构和性质;(18)掌握卤素的互化物、卤化物、多卤化物的结构和性质;(19)掌握卤素的含氧化合物的结构、性质、用途;(20)掌握稀有气体的成键特征和其化合物的结构。
7.1 氢
7.2 硼
7.3 碳和硅
7.4 氮
7.5 磷和砷
7.6 氧
7.7 硫、硒、碲
7.8 卤素
7.9 稀有气体’
第八章 非过渡金属元素
课时目标:(1)掌握碱金属和碱土金属元素的通性及其变化规律;(2)掌握碱金属和碱土金属化合物的性质和用途; (3)掌握铝单质、铝的氧化物,以及铝盐和铝酸盐的性质;(4)掌握锗分族金属单质以及+2和+4化合物的性质;(5)掌握锑分族+3和+5氧化态化合物的性质;(6)掌握铜族和锌族元素的基本性质及其变化规律;(7)掌握铜族金属单质及其化合物的结构、性质、用途;(8)掌握铜族元素配合物的结构和性质;(9)掌握锌族金属单质及其化合物的结构、性质、用途;(10)掌握锌族元素配合物的结构和性质;(11)掌握Cu(Ⅰ)与Cu(Ⅱ)之间的相互转化及典型反应;(12)掌握Hg2+与Hg22+之间相互转化及典型反应;(13)掌握铜族和锌族离子的鉴定方法和特殊鉴定反应。
8.1 碱金属和碱土金属
8.2 铝分族金属
8.3 锗分族金属
8.4 锑分族金属
8.5 铜族金属
8.6 锌族金属
第九章 过渡金属元素
课时目标:(1)掌握一些配合物的几何异构体(能够画出异构体空间构型);(2)利用价键理论解释配合物的空间构型(包括杂化类型、空间构型、内或外轨型、高或低自旋的概念);(3)掌握晶体场理论的要点以及分裂能、配对能、强弱场配体、晶体场稳定化能等概念以及该理论的应用;(4)掌握d区过渡金属元素的通性及变化规律;(5)掌握3d过渡金属单质的物理和化学性质;(6)掌握Ti(III)、Ti(IV)氧化态的性质;(7)掌握V(III)、V(IV)、V(V)氧化态的性质;(8)掌握Cr(II)、Cr(III)、Cr(VI)氧化态的性质;(9)掌握Mn(+II)、Mn(+IV)、Mn(+VI)、Mn(+VII)氧化态的性质;(10)掌握铁,钴,镍单质及+2和+3氧化态化合物的性质;(11)掌握3d过渡金属离子与H2O、NH3、SCN-、CN-、X-、OH-、CO等配体形成配合物的性质;(12)掌握3d过渡金属离子的特殊鉴定反应;(13)掌握4d和5d过渡金属的通性。
9.1 配合物的结构和异构现象
9.2 配合物的价键理论
9.3 配合物的晶体场理论
9.4 3d过渡金属
9.5 4d和5d过渡金属
第十章 镧系和锕系元素
课时目标:(1)掌握镧系元素的基本性质和变化规律;(2)掌握镧系收缩效应及其对周期表中其他元素的影响;(3)掌握镧系元素化合物的通性;(4)了解稀土元素的化学分离方法。
10.1 镧系元素
10.2 稀土元素
10.3 锕系元素
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预备知识
已经学习完《无机化学(上)》或《普通化学》等化学原理部分知识
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
1. 教材:章伟光主编:无机化学(第二版),科学出版社,2017,8
2. 参考教材:
(1)大连理工大学无机教研室编 《无机化学》(第五版)高等教育出版社
(2)北京师范大学等无机化学教研室编《无机化学》(第四版)高等教育出版社
(3)傅献彩 主编 《大学化学》 高等教育出版社
(4)申泮文 主编 《近代化学导论》 高等教育出版社
(5)武汉大学,吉林大学等校编 《无机化学》 高等教育出版社