怎麼用一段簡單易懂的話說明結構化學這門課在教什麼?

我選了這門課,成績是95分。但是我完全沒有學會什麼東西。老師說結構化學太難了不是我等凡夫俗子可以領會的,但是這門課會一直開下去,因為老師在等待能夠和他對話的人……那麼問題來了,考試總分真的是100分不是1000分,小明是怎麼做到的呢?還是因為老師,老師說不想有人掛科,出補考卷子好煩,而且如果要掛人的話他覺得在一堆渣里挑出末末很難,所以考試時發完卷子以後他說:「同學們,我保證大家拿高分,只要你們寫滿,選擇題我認真批改,簡答題有字就算對,我知道你們面對這些題可能寫不出字來,沒關係!抄題會不會?不要太直白就好,比如回答第3題你們就去抄第9題的題目,語序換一換,放心,檢查卷子的老師也看不懂的。然後千萬不許作弊!你想看看別人做第2題時是不是也抄的第8題題目?沒意思的嘛。書也不要拿出來了,開卷你們也考不出的。再強調一遍!如果讓我抓到作弊,這門課就只有60分啊!只有60分!好了,你們考吧。」對了,卷子上5道選擇題。

回到我的問題,現在我面臨的問題是,因為這門課的分數真的過於招搖,我特別擔心(在正式場合)回答一些問題,比如「你在結構化學課上學到了什麼,請簡單描述一下。」 「結構化學分數很高,一定學的不錯,講講?」

不要叫我去看書,我已經看過書了……


謝邀
首先這個老師不是個好老師,我還嚴重懷疑他自己懂不懂

一句話說:結構化學就是教你如何從量子力學基本原理(薛定諤方程)開始,一步步應用到具體的系統,來解釋分子的微觀性質以及分子間的相互作用和機理。
(不過,說了好像等於沒說)

題主啊我不可能在這裡展開細節對吧,能展開我就寫書賺錢去了
不過呢,事情其實很簡單,你看過書上過課,不要被那些繁複的方程給障了眼,頭腦中應該有個清晰的邏輯圖景。

我打個比方吧,你高中肯定學過
F=ma
然後就有了光滑斜面上的小滑塊,有了圓周運動的小火車,再通點電來點永磁體——帶電導軌也就出來了。所有的東西,都從牛頓定律來(當然是最初等的,你那時候連導數都沒學過)

結構化學道理一樣啊
先教你薛定諤方程
ihbarfrac{partial}{partial t}Psi = hat{H}Psi
哦,順帶不含時的可以從中導出
hat{H}Psi = EPsi
然後告訴你如果有一個物理量(observable)對應的算符是hat{Omega},按薛定諤方程解出波函數,那物理量的觀測值一定是
langleOmega
angle=frac{intPsi^*hat{Omega}Psimathrm{d}	au}{intPsi^*Psimathrm{d}	au}

然後,我們說不同的勢(含在哈密頓裡面)決定了不同形式的波函數。於是就有了一維到N維勢箱、有了諧振子、有了剛性轉子、有了隧穿
然後把一個質子和一個電子拼起來,就有了氫原子模型。再多加點電子,就有了原子模型。幾個原子放到一起,就有了分子軌道理論。幾個分子碰到一起,就有了反應機理。好多好多分子變成固體,就有了晶體理論……對了,忘了講,你也可以把原子分子扔到電場里去,扔到磁場里去,於是就有了光譜學
當然,這個過程中要經過很多很多的近似(真空中的球形雞對吧),很多很多的數學處理。以及矩陣力學,數學上和波動力學是等價的,但相當於你到大學裡把經典力學重新學了一遍,不再像高中一樣畫受力分析了,用上了向量和導數,心情好還寫個廣義坐標搞個拉格朗日量


http://struchem.nankai.edu.cn
南開大學結構化學網站
南開大學結構化學是國家精品課程,老師也非常無私地貢獻了所有講義和上課錄像,題主如果真的想略微了解的話可以打開隨便看看。孫宏偉老師真的講的特別認真,深入淺出,充滿激情。

(雖然我還是被虐成渣渣哭???????? ? ????????


對一個原子的體系:電子如何在該體系中排布(主量子數)和分布(角量子數和磁量子數)?如何排布電子體系能夠處在穩定的狀態?又為什麼存在這些分布和排布?
對一個小分子的體系(配合物亦然):為什麼這個分子要比對應組成的一堆原子穩定?電子是如何布居在這個體系中的?這種布居和對於體系的穩定性有什麼關係?
對無窮或近無窮個原子或分子組成的體系:這些原子和分子怎樣在空間中堆砌?又是遵循什麼對稱性的原則?為什麼這麼堆砌?對應的,電子又是如何布居?其中最小的重複單元在這個體系的電子布局中起到什麼樣的作用?

最基本就是這些了吧,如果坑一點,比如說,幾十個小分子怎麼形成一個大分子,結構是什麼樣的,或者解析光譜,精細超精細之類的,就複雜的多,遠非一句話能說完的了。


複習了兩天物理無機我來總結一下感想

我覺得結構化學是在量子力學基本公設的基礎上重新建立化學研究的基本模型,也就是用量子物理的語言定義了化學。

這個理論系統很好的將光電磁以及電子自旋和軌道統一了起來並解釋了宏觀現象,是所有色譜研究的理論基礎。

經典的化學一直以實驗以及對實驗的歸納總結為研究方式。這一理論體系的另一個意義在於提供了 通過量子理論計算結構並預測化學性質的理論。也就衍生了計算化學,DFT 等等(不靠譜)的東西,但這一定程度上使得我們有能力估測未知物質和反應。

具體的實例排名第一的答案已經給出很多了。

如果說錯了歡迎儘快指正 後天考試 很虛


我嚴重懷疑題主是不是惡意賣萌的……

結構化學這種東西不是高中就講過嗎……

如果還學過化學競賽的話,大學的結構化學的框架基本上也應該明晰了啊……

結構化學,不就是研究物質的結構嘛……當然這個研究分了很多層次。

首先是研究晶體,不同原子分子組成的晶體。研究各種晶體,這一塊的話和固體物理聯繫比較緊密,而且也是研究其幾何框架,可能會用到一些群論。實驗中要測定晶體結構一般是用X射線衍射(這個詞相信你經常看到吧……)。
然後是原子結構。這塊就和量子物理聯繫比較緊了,讓你解解波函數啊,看看電子云長什麼樣子……
個人覺得最麻煩的還是分子結構的理論。關於分子結構的理論有很多,當然很多已經過時了,但是還是會提一下。分子軌道理論是最靠譜的。然後關於配合物的話又有一堆理論……

就醬,雖然結構化學算是理論化學,但是就這些東西……


不知道準不準確,我認為簡單來說就是

「化學哲學中的數學原理」(牛頓附體)

就是把化學微觀現象用數學來解釋一下,類似於解析幾何


在讀學生,我覺得結構化學這門課不學好高數簡直就是天書一樣的神奇學科,因為結構化學這門學科需要用薛定諤方程進行理論張開,運用矩陣,線性運算等數學技巧處理數據,然後就是解釋無機化學和有機化學中分子原子的一些定理,準確的說它是一種數學證明的過程,學好它真的挺難的【學渣的心聲】,學好它對於有機和無機來說能更好的理解。


結構化學是從微觀角度,從量子物理理論出發 由原子及以上微粒從抽象角度,解釋和預測自然世界中的化學現象,其中需要堅實的數學和物理功底 綜合性強 難度大 極為實用 功利角度講 這個領域獲得諾貝爾獎幾率最大。比如說居里夫人 一個研究,2個 獎 物理化學各一個


現在正在上這門課,完全聽不懂,好怕期末會掛科?_?


我花了半分鐘時間才成功斷句出「明結 構化」這門學科,我是不是註定學不了這門課?


我想說的是,我高考化學不及格。


關於分子結構的理論有很多,當然很多已經過時了,但是還是會提一下。分子軌道理論是最靠譜的。然後關於配合物的話又有一堆理論……


邏輯上講這很難令人滿意. 所以要學習量子的觀點, 從物理的基本原理出發, 如何理解微觀層次的化學現象. 當然我們學習的結構化學也僅僅是皮毛, 深入學習的話水還很深.


中科大很長一段時間開過結構化學, 今年分成兩個學期上, 分別叫量子物理和量子化學. 課程內容和之前結構化學並無本質區別, 我上的結構化學的課程, 當的量化量物的助教.
我覺得吧, 上這個課程最重要的一個目的是在學生腦袋中種下用量子力學的方式思考化學問題的種子. 畢竟大學低年級學習的化學都是總結實驗, 提出唯像的理論. 這些理論基本都是幾十上百年的東西, 處理化學問題確實有一定的意義, 但常常會有各種各樣的"特例". 邏輯上講這很難令人滿意. 所以要學習量子的觀點, 從物理的基本原理出發, 如何理解微觀層次的化學現象. 當然我們學習的結構化學也僅僅是皮毛, 深入學習的話水還很深.
至於題主所說的難度, 確實有一些, 用到的數學和物理遠多於其他化學類課程, 但是對於在科大好好學習的同學來說都是too simple. 我們這裡的話基本每年卷面都是掛掉一半人的, 之後當然會調分, 但顯然不是無節制地調, 85+要&<30%.
然後如果你想用本科結構化學所學的知識去解決實際問題, 呵呵, 答案是不能. 那能不能不學? 誰牛B自己試試唄, 反正學過以後再去學習更深層次的量子化學的課程或者自學都會方便很多. 大學課程是基礎教育, 結構化學當然也是基礎.
最後嚴重質疑你們老師的水平...


其實應該就是物理化學?或者高等物理化學?學起來超痛苦,薛定諤方程量子力學group theory太要命。凡夫俗子真是學不懂。需要強大物理背景。


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