个人介绍
结构化学

主讲教师:白官

开课院系: 化学化工学系
专业大类: 化学
开课专业: 化学
课时: 34
课程性质与任务
(一)课程性质
结构化学是我校为化学专业学生开设的一门专业核心课程。作为化学专业的学生,从将来从事化学教育、化工生产、检验和新产品研发等相关工作的需求出发,除了必须具备无机、有机、分析等实验化学知识和测试技术外,同时必须掌握理论化学的基本原理。结构化学是研究原子、分子和晶体的微观结构,研究原子、分子中电子的运动规律,研究物质的微观结构和宏观性能之间的一门课程,它不仅可以加深对前修课程的理解,也为后续课程的学习及将来从事化学相关的工作打下必要的基础,而且该课程已渗透到材料、生物、物理、地矿等相关学科中。在整个教学计划中,该课程是化学专业知识体系的重要组成部分,占有很重要的地位,是化学专业学生必须掌握的,不可缺少的专业基础知识。
(二)课程任务
通过本课程的教学使学生具备以下知识和能力:
1.通过学习本课程,教师引导学生全面掌握微观体系的三方面内容,即三种理论(量子理论、化学键理论和点阵理论),三种结构(原子结构、分子结构和晶体结构),三个基础(量子力学基础、对称性基础和晶体学基础),使学生深刻体会到“结构决定性能,性能反映结构”的内涵,初步建立用电子结构和几何结构来阐明化学物质的结构、性能和应用的思想;使学生初步具备解释和预测化学物质的“结构-性能-应用”的能力。
2.通过学习和讨论各种类型典型分子结构,使学生掌握VB理论、离域MO理论、杂化轨道理论、HMO理论、配位场理论、轨道对称守恒、前线轨道理论等基本概念和原理,并以学科的新进展,启迪学生的思维,使学生能正确确定常见分子的电子结构和几何结构、判断分子的对称性、判断分子化学活性和反应发生的部位的能力,具备正确地分析常见反应机理的能力。
3.通过学习常见的实验方法(如IR、NMR、UPS、XPS、XRD等),使学生明确理论分析是建立在实验基础上,同时理论的正确性及其发展有待于实验验证的辩证思想,对分子的各种运动和晶体中原子的分布有全面的认识,初步具有确定物质的结构和预测其性质的能力。
教学方法和教学手段

课堂讲授、启发式教学、课堂讨论;

多媒体+学习通教学平台。

教学活动目标

目标1:通过学习量子力学基本原理,使学生建立处理微观体系问题的模型思想及抽象思维和运用数学工具处理问题的步骤和方法。

目标2:通过学习原子结构与性质,双原子分子、多原子分子、共轭分子及缺电子分子的结构与性质,使学生建立“结构决定性质,性质反应结构”的思想,使学生具备从结构化学的角度解释和预测常见化学问题的初步创新能力。

目标3:通过学习晶体结构,使学生具备了专业教材的阅读理解能力和归纳总结、空间想象能力;使学生具备解读常见晶体的内部周期性结构的能力

目标4:通过学习光谱、能谱、波谱及x射线衍射等原理和规律,使学生建立结构化学研究的实验方法;使学生具备在学习中提出问题,善于运用所学的谱学知识加以分析问题、解决问题的能力。

目标5:通过学习超分子结构和性质,使学生具备通过讨论式、网络式地获取专业知识的良好自学能力。

目标6结合知识点使学生了解我国老一辈同志在结构化学领域的取得的成就及目前学科发展面临的科学瓶颈,培养学生的责任感和使命感。教学过程中严格要求学生,培养学生的严谨求实的工作作风。

目标7在解题过程中,通过对难点的分析和解决,培养学生用联系的、全面的、发展的观点看问题,正确对待人生发展中的顺境与逆境,处理好人生发展中的各种矛盾,培养健康向上的人生态度。

目标8在分组讨论教学时,通过合理分工和有效组织,培养学生团队合作精神。

教学要求

一、对老师的要求

1、对老师的知识体系储备的要求:应通读过以下教材、专著或资料,曾谨言编的《量子力学》;褚圣麟编的《原子物理学》;周允武编的《分子光谱学》;徐光宪编的《量子化学从头算(上)》;F.A.Cotton编《Chemical Applications of GroupTheory(第三版)》;辛厚文编的《分子拓扑学》;魏荣宝编的《高等有机化学》;Levine编的《Quantum Chemistry(第六版)》;杨频编的《性能-结构-化学键》;周公度编的《晶体结构测定》;秦善编的《晶体学基础》;李树棠编的《x射线衍射与电子显微技术》;周公度编的《高等无机结构化学》;吴代鸣编的《固体物理学基础》;苏成勇编的《功能超分子结构化学》等相关资料。高等教育学和心理学、先进的教学理念相关资料及教育部、教育厅、学校出台的相关文件等;增加教师的知识储备,丰富教学素材。

2、对课前学生了解情况的要求

根据上一届学生该课程期末考试的答题情况,结合试卷分析,预判本届学生的知识水平,改进教学方法,做到因材施教。

3、对老师课后辅导学生的要求

采用线上教学平台或面对面方式,进行课后辅导,包括解答疑惑、堵漏补差、扩展提高、端正态度、指导方法等实现教学相长,提高教学质量。

二、对先学课程和学生的要求

课前需预习,学习通线上教学平台上配有课程可视化的影音资料、书籍、讲稿和相关文献供学生参考学习,学生应查阅和熟悉与该课程有关的高等数学、大学物理、无机化学、有机化学、物理化学的相关知识点。做到课前主动思考,课堂积极参与发言讨论,课后积极复习总结,养成主动思考、主动参与学习的良好习惯

考核方式

考核形式:闭卷考试。

课程成绩采取“N+1”的评定模式,“N”指平时成绩(占比30%);“1”指期末考试卷面成绩(占比70%)。如果卷面成绩低于50分,总成绩视为不及格。

总成绩 = 平时成绩(30%+ 期末考试卷面成绩(70%)。

平时成绩 = 考勤(20%+ 课堂表现(30%+ 平时作业(30%+ 课堂笔记(20%)。

成绩均以百分制计分。

教学参考资料

1. 潘道皑等编《物质结构》第2版,高等教育出版社,1989年5月。(师范院校通用教材,内容特点是分子轨道理论贯穿分子的电子结构)

2. 李炳瑞编《结构化学》第3版,高等教育出版社,2017年9月。(适合学生自学,讲解通俗易懂,内容多,篇幅长)

3. 李奇等编结构化学第2版,北师大出版社,2018年。(书中一章是计算化学理论简介,是本书的特点)

4. Jiang YuanSheng《Molecular Structural Theory》,Higher Education Press,1999.10。(适合英语较好的学生,国内中国人编的第一本本科生用的结构化学英文教材)

5. 李俊清等编,《物质结构导论》,中科大出版社,1990年。(内容多,公式推导多,是一本优秀的教材)

6. P. Atkins, J. D.Paula ,《Physical Chemistry 》(8th edition)(牛津大学Atkins编的教材,包括平衡、结构与变化三部分,是国外优秀的物化教材)

7. 杨俊林《物理化学学科前沿与展望》,国家自然基金委化学部,2011.6。(适合学生了解近几年物理化学学科前沿及发展趋势)

8. P.W.阿特金斯《量子----物质结构概念手册》,科学出版社,1986年。(适合学生查阅该课程的基本概念,理解概念的内涵、外延)

9. 陈启明等编《物质结构学习指导》第2版,科学出版社,2010年。(适合学生自学辅导,每章均有知识点的归纳和点评,每章约有30个选择题供练习)

10.王卉仁,郭可信著,《晶体学中的对称群》科学出版社,1990年。(掌握晶体结构对称性的专著,以后如从事晶体结构相关研究领域,应精读该书)

11.李奇编著《晶体结构与测定》,2003。(适合学生一般性了解晶体结构原理及测定过程的小册子,注重实践)

12. 杨频等编《性能-结构-化学键》,高教出版社,1987年。(是将分子结构化学的结构-性质-化学键三者联系起来知识拓展读本)

13. Levine编《Quantum Chemistry》(英文)第6版,世纪图书出版社,2011年。(主要讲解分子电子结构知识的)

14.李伟基编《无机结构化学习题》,科学版, 2013年。(一本适合高年级学生拓宽结构化学课程的习题书)

15.封继康编《量子化学基本原理与应用》,高教版,2017年。(内容深入浅出,通俗易懂,非常适合化学系学生在该领域深造阅读)

16.李平编著《量子化学导论-原子、分子结构》科学版,2018年。(一本高年级本科生学习结构化学的扩展读本,该书强调数学方法,对教材中的一些公式进行了推演)



课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 绪论
文档
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2023-12-10 6.48MB
2.1 微观粒子的运动特征
文档
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2023-12-10 1.51MB
2.2 量子力学基础假设
文档
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2019-07-14 898.64KB
2.3 箱中粒子的S.eq及其解
文档
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2019-07-14 815.66KB
3.1 氢原子光谱及波尔规则
文档
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2019-07-14 543.91KB
3.2 单电子原子的S.eq及其解
文档
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2019-07-14 621.76KB
3.3 量子数 的物理意义
文档
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2019-07-14 794.19KB
3.4 波函数和电子云图形
文档
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2019-07-14 5.99MB
3.5 多电子原子的结构
文档
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2019-07-14 1.78MB
3.6 原子光谱项
文档
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2019-07-14 848.10KB
4.1 氢分子离子的结构和共价键本质
文档
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2019-07-14 1017.65KB
4.2 分子轨道理论和双原子分子的结构
文档
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2019-07-14 2.07MB
4.3 分子光谱
文档
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2019-07-14 1.55MB
4.4 光电子能谱
文档
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2019-07-14 689.99KB
5.1 对称操作和对称元素及其组合
文档
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2019-07-14 691.87KB
5.2 对称元素的组合原理
文档
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2019-07-14 178.89KB
5.3 分子的点群
文档
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2019-07-14 1.77MB
5.4 分子对称性与物理性质间的关系
文档
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2019-07-14 1.80MB
6.1 价电子对互斥理论
文档
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2019-07-16 197.92KB
6.2 杂化轨道理论
文档
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2019-07-16 331.76KB
6.3 离域分子轨道理论
文档
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2019-07-16 254.32KB
6.4 HMO法处理共轭分子
文档
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2019-07-16 1.27MB
6.5 分子轨道的对称性和反应机理
文档
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2019-07-16 673.66KB
6.6 缺电子多中心键和硼烷结构
文档
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2019-07-16 611.64KB
7.1 概述
文档
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2019-07-16 372.65KB
7.2 配位场理论
文档
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2019-07-16 2.23MB
7.3 σ-π配键与配合物的结构与性质
文档
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2019-07-16 381.21KB
7.4 金属-金属多重键及过渡金属簇合物
文档
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2019-07-16 203.85KB
8.1 晶体结构的周期性和点阵
文档
.pdf
2019-07-16 1.21MB
8.2 晶体结构的对称性
文档
.pdf
2019-07-16 596.79KB
8.3 点阵的标记和点阵平面间距
文档
.pdf
2019-07-16 604.15KB
8.4 晶体的衍射
文档
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2019-07-16 2.17MB
8.5 晶体衍射方法简介
文档
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2019-07-16 716.87KB
9.1 金属键和金属的一般结构
文档
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2019-07-16 353.95KB
9.2 等径圆球的密堆积模型
文档
.pdf
2019-07-16 7.18MB
10.1 离子晶体的若干简单结构型式
文档
.pdf
2019-07-16 2.30MB
10.2 离子键和点阵能
文档
.pdf
2019-07-16 356.85KB
10.4 离子配位多面体及泡林规则
文档
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2019-07-16 519.07KB
12.1 结构化学研究的主要内容
视频
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2021-02-16 68.18MB
12.2 结构化学发展历史与Nobel奖(量子力学、量子化学)
视频
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2021-02-16 78.83MB
12.3 结构化学发展历史与Nobel奖(结构分析仪器方法)
视频
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2021-02-16 48.64MB
12.4 结构化学发展历史与Nobel奖(具体结构研究)
视频
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2021-02-16 54.41MB
12.5 学习结构化学的重要性
视频
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2021-02-16 64.41MB
12.6 结构化学的特点及学习方法,教材与参考书
视频
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2021-02-16 50.84MB
12.7 ppt
文档
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2021-02-16 28.68MB
13.1 旧量子论
视频
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2021-02-16 63.17MB
 
视频
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2021-02-16 59.70MB
13.2 实物微粒的波粒二象性
视频
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2021-02-16 51.85MB
 
视频
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2021-02-16 72.82MB
13.3 波函数与薛定谔方程
视频
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2021-02-16 67.54MB
 
视频
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2021-02-16 41.88MB
13.4 势箱中运动的粒子
视频
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2021-02-16 58.59MB
 
视频
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2021-02-16 66.34MB
 
视频
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2021-02-16 73.80MB
 
视频
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2021-02-16 96.44MB
13.5 量子力学算符及所对应的力学量
视频
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2021-02-16 47.79MB
 
视频
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2021-02-16 31.96MB
 
视频
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2021-02-16 55.65MB
 
视频
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2021-02-16 51.12MB
13.6 一些简单体系的量子力学求解
视频
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2021-02-16 49.29MB
13.7 ppt
文档
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2021-02-16 7.11MB
14.1 单电子原子体系的Schrödinger方程及其解
视频
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2021-02-16 46.16MB
 
视频
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2021-02-16 68.91MB
14.2 量子数的物理意义
视频
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2021-02-16 41.01MB
 
视频
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14.3 波函数及电子云图形
视频
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2021-02-16 50.06MB
 
视频
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14.4 多电子原子结构
视频
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2021-02-16 60.47MB
 
视频
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2021-02-16 61.20MB
14.5 电子的自旋和Pauli原理
视频
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2021-02-16 63.53MB
14.6 多电子原子状态
视频
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视频
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2021-02-16 37.43MB
 
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2021-02-16 36.03MB
14.7 原子光谱项
视频
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2021-02-16 50.55MB
 
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2021-02-16 64.97MB
 
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2021-02-16 42.77MB
14.8 ppt
文档
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2021-02-16 4.56MB
15.1 Born-Oppenheimer近似
视频
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2021-02-16 46.55MB
15.2 氢分子离子结构
视频
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2021-02-16 77.16MB
 
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15.3 分子轨道理论
视频
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2021-02-16 85.29MB
 
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2021-02-16 56.69MB
15.4 双原子分子结构
视频
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2021-02-16 58.86MB
15.5 多原子分子结构
视频
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2021-02-16 67.75MB
15.6 ppt
文档
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2021-02-16 21.98MB
16.1 共轭体系和共轭效应
视频
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2021-02-16 58.83MB
16.2 Hückel分子轨道理论
视频
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2021-02-16 40.80MB
 
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2021-02-16 39.43MB
 
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2021-02-16 33.39MB
16.3 电荷密度、键级、自由价和分子图
视频
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2021-02-16 93.95MB
16.4 分子轨道对称性守恒原理
视频
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2021-02-16 78.51MB
16.5 ppt
文档
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2021-02-16 10.07MB
17.1 计算化学发展背景
视频
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2021-02-16 59.57MB
17.2 计算化学的一些基本概念
视频
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视频
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2021-02-16 49.20MB
 
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2021-02-16 73.17MB
17.3 计算量子力学简介
视频
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视频
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2021-02-16 61.90MB
17.4 量子力学计算
视频
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17.5 经验力场模型—分子力学
视频
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17.6 分子动力学模拟
视频
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17.7 计算机辅助药物设计
视频
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17.8 ppt
文档
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18.1 对称操作和对称元素
视频
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视频
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18.2 群的基础知识
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18.3 分子点群
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18.4 分子的对称性及分子性质
视频
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18.5 ppt
文档
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2021-02-16 82.84MB
19.1 晶体学基础
视频
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2021-02-16 178.87MB
 
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2021-02-16 36.29MB
19.2 晶体的宏观对称性及32点群
视频
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2021-02-16 116.73MB
19.3 晶体微观对称性及230个空间群简介
视频
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2021-02-16 43.25MB
19.4 ppt
文档
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2021-02-16 99.41MB
20.1 金属键的自由电子模型
视频
.mp4
2021-02-16 55.38MB
20.2 密置层和最密堆积
视频
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2021-02-16 55.38MB
20.3 六方最密堆积(A3)和立方最密堆积(A1)
视频
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2021-02-16 75.84MB
 
视频
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2021-02-16 49.62MB
20.4 体心立方堆积和金刚石堆积
视频
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2021-02-16 38.02MB
20.5 金属单质及金属原子半径
视频
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2021-02-16 83.59MB
20.6 合金的结构及性能
视频
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2021-02-16 83.59MB
20.7 离子键
视频
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2021-02-16 65.43MB
20.8 离子晶体的若干典型结构型式
视频
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2021-02-16 65.43MB
 
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2021-02-16 35.08MB
 
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2021-02-16 58.20MB
 
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2021-02-16 58.49MB
 
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2021-02-16 58.20MB
 
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2021-02-16 58.49MB
20.9 离子半径
视频
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2021-02-16 48.64MB
20.10 二元离子晶体的结晶化学规律
视频
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2021-02-16 62.69MB
20.11 确定复杂离子晶体结构的Pauling规则
视频
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2021-02-16 46.49MB
20.12 其它键型的晶体结构
视频
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2021-02-16 51.24MB
20.13 ppt
文档
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2021-02-16 52.10MB
21.1 X射线晶体结构分析原理
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21.2 分子光谱
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21.3 核磁共振谱NMR
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21.4 ppt
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