怀化学院：《材料化学》课程教学大纲

材料化学教学大纲课程课程课程中文材料化学111401042专业能力代码类型名称开课课程英文Material55总学分学期名称chemistry理论实践0总学时68学时68学时学时适用专业材料类专业如材料化学开课单位化学与材料工程学院/材料化学教研室及教研室本课程是材料化学专业的必修课，也可作为材料类其它专业的必修课或者选修课。课程的性质与通过本课程的学习，培养学生掌握材料制备、结构、表征、性能等方面基础理论知识，任务为后续材料的相关课程及实验实训环节奠定基础。课程教学中，重在对材料的结构、性能和制备原理的掌握，认识和理解材料结构和课程教学性能之间的关系，促使其认识通过化学手段调控材料的组成、结构，从而达到制备新材要求料和调控材料性能的目的。考核课程考试方式考核综合成绩考试成绩：平时成绩=70%：30%构成姓名职称主讲团队教学任务电子信箱陈万平副教授负责人课程讲授cwp0918@163.com主讲教师主讲教师建议名称：材料化学主编：李奇出版社：高等教育出版社出版年教材月：2010课程参考材料化学，曾兆华1.教学2.材料化学，BradleyD.Fahlman材料书3．无机材料化学，季惠明（是否为达成课程目网络教学标提供资源等其保障它学习辅导材料课程教学学时分配建议表序号主要各教学环节的学时分配内容讲授讨论其它合计实验（实训）

材料化学教学大纲 课程中文 名称 材料化学 课程 代码 111401042 课程 类型 专业能力 课程英文 名称 Material chemistry 开课 学期 5 总学分 5 总学时 68学时 理论 学时 68 实践 学时 0 适用专业 材料类专业如材料化学 开课单位 及教研室 化学与材料工程学院/材料化学教研室 课程的 性质与 任务 本课程是材料化学专业的必修课，也可作为材料类其它专业的必修课或者选修课。 通过本课程的学习，培养学生掌握材料制备、结构、表征、性能等方面基础理论知识， 为后续材料的相关课程及实验实训环节奠定基础。 课程 教学 要求 课程教学中，重在对材料的结构、性能和制备原理的掌握，认识和理解材料结构和 性能之间的关系，促使其认识通过化学手段调控材料的组成、结构，从而达到制备新材 料和调控材料性能的目的。 课 程 考 核 考核 方式 考试 综合成绩 构成 考试成绩 ：平时成绩 = 70% ：30% 主讲团队 姓名 职称 教学任务 电子信箱 负责人 陈万平 副教授 课程讲授 cwp0918@163.com 主讲教师 主讲教师 课程 教学 材料 （是否 为达成 课程目 标提供 保障 建议 教材 名称：材料化学 主编：李奇 出版社：高等教育出版社 出版年 月： 2010 参 考 书 1．材料化学， 曾兆华 2．材料化学，Bradley D. Fahlman 3．无机材料化学，季惠明 网络教学 资源等其 它学习辅 导材料 课程教学学时分配建议表 序号 主要 内容 各教学环节的学时分配 讲授 讨论 实验（实训） 其它 合计

21绪论2221214材料的结构322224材料的制备4.212 10材料的性能521012材料的表征2264复习与机动二、课程定位与目标（填写说明：对课程目标逐条进行具体表述，明确规定学生通过课程学习后，在知识、能力、素质等方面期望取得的成果，并用矩阵图的方式表明其与毕业要求指标点之间的对应关系。）目标1.了解材料化学的基础知识。目标2.建立材料化学学科的理论知识体系。目标3.为材料设计制备方面打下坚实基础。本课程支撑专业人才培养方案中毕业要求X-X、毕业要求×-X、，对应关系如表所示。课程目标毕业要求指标点目标2目标3目标1毕业要求1-1Vv毕业要求2-1v毕业要求3-1v毕业要求3注：二者关联用“√”表示。三、课程教学及考核第一章绪论（学时2)教学目的：对材料化学学科有个基本的认识，并熟悉学科关系和学科内容教学重点：学科内容教学难点：学科关系教学方法：讲授法，演示法，讨论法，多媒体辅助法，练习法教学要求：（1）了解材料化学的发展历史：（2）熟悉材料化学与其他学科的学科关系：（3）掌握材料化学的课程内容。第一节学科的发展（学时1）教学内容：学科的发展历程，材料的概念及分类第二节课程内容（学时1）教学内容：学科关系，课程研究内容本章考核要点：材料概念及分类第二章材料的结构（学时14）教学目的：能够对材料的结构进行有效的分析教学重点固相反应和液相反应的特点及影响因素

1 绪论 2 2 2 材料的结构 12 2 14 3 材料的制备 22 2 24 4 材料的性能 10 2 12 5 材料的表征 10 2 12 6 复习与机动 2 2 4 二、课程定位与目标 （填写说明：对课程目标逐条进行具体表述，明确规定学生通过课程学习后，在知识、能力、 素质等方面期望取得的成果，并用矩阵图的方式表明其与毕业要求指标点之间的对应关系。） 目标1. 了解材料化学的基础知识。 目标2. 建立材料化学学科的理论知识体系。 目标3. 为材料设计制备方面打下坚实基础。 本课程支撑专业人才培养方案中毕业要求×-×、毕业要求×-×、.，对应关系如表所示。 毕业要求 指标点 课程目标 目标1 目标2 目标3 . 毕业要求1-1 √ 毕业要求2-1 √ 毕业要求3-1 √ 毕业要求3 √ 注：二者关联用“√”表示。 三、课程教学及考核 第一章 绪论 (学时2) 教学目的:对材料化学学科有个基本的认识，并熟悉学科关系和学科内容 教学重点:学科内容 教学难点:学科关系 教学方法: 讲授法，演示法，讨论法，多媒体辅助法，练习法 教学要求: （1）了解材料化学的发展历史； （2）熟悉材料化学与其他学科的学科关系；（3）掌握 材料化学的课程内容。 第一节 学科的发展 （学时1） 教学内容：学科的发展历程，材料的概念及分类 第二节 课程内容 （学时1） 教学内容：学科关系，课程研究内容 本章考核要点：材料概念及分类 第二章 材料的结构 (学时14) 教学目的:能够对材料的结构进行有效的分析 教学重点:固相反应和液相反应的特点及影响因素

教学难点：固相反应和液相反应的反应机理教学方法：讲授法，演示法，讨论法，多媒体辅助法，练习法教学要求：（1）了解晶体材料的结构特征：（2）熟悉材料结构的描述方法第一节固体结构（学时2）教学内容：固体的类别及固体中原子或分子的排列特征第二节晶体的对称性（学时5）教学内容：对称性描述及实际晶体中原子位置的演变第三节晶体的X射线衍射（学时5）教学内容：衍射现象，晶体结构与衍射谱的对应关系第四节结构与性能（学时2）教学内容：晶体结构对称性与性能的关系，晶体缺陷等对性能的影响本章考核要点：固体中原子的排列特征，对称性，X射线衍射原理第三章材料的制备（学时24）教学目的根据材料结构特征和性能要求，能够根据产物的要求选择采用合适的制备方法教学重点固相反应和液相反应的反应机理，结构、形貌和尺寸调控的常规手段教学难点：固相反应和液相反应的反应机理教学方法：讲授法，演示法，讨论法，多媒体辅助法，练习法教学要求：（1）了解反应过程中的热力学和动力学要求；（2）理解固相反应和液相反应的反应过程、机理；（3）熟悉对材料结构、形貌和尺寸进行调控的常规手段第一节反应热力学（学时4）教学内容：反应热力学、反应动力学及表面能第二节固相反应（学时5）教学内容：固相反应的概念、类型、影响因素及实例分析第三节液相反应（学时5）教学内容：液相反应的概念、类型、影响因素及实例分析，纳米材料第四节结构调控（学时4）教学内容：结构调控的含义、手段及实例分析第五节尺寸调控（学时3）教学内容：尺寸调控的含义、手段及实例分析第六节形貌调控（学时3）教学内容：形貌调控的含义、手段及实例分析本章考核要点：固相反应和液相反应的过程特征，合理设计制备方法第四章材料的性能（学时12）教学目的熟悉材料的基本性能及与结构的关系教学重点材料的光电磁催化性能教学难点：材料电子结构的描述教学方法：讲授法，演示法，讨论法，多媒体辅助法，练习法教学要求：（1）了解对材料表征不同目的时所采用的表征手段：（）理解各种表征手段的测试原理；（3）掌握各种测试手段所得数据的相应分析第一节固体的能带结构（学时4）教学内容：能带结构的概念、组成及分析第二节光学性能（学时2）教学内容：光学性能的概念、形式与结构的关系及实例第三节电学性能（学时2）教学内容：电学性能的概念、形式与结构的关系及实例第四节磁学性能（学时2）教学内容：磁学性能的概念、形式与结构的关系及实例第五节催化性能（学时2）教学内容：催化性能的概念、形式与结构的关系及实例本章考核要点：能带结构分析，光电磁催化性能的结构特征第五章材料的表征（学时12）

教学难点:固相反应和液相反应的反应机理 教学方法: 讲授法，演示法，讨论法，多媒体辅助法，练习法 教学要求: （1）了解晶体材料的结构特征；（2）熟悉材料结构的描述方法 第一节 固体结构 （学时2） 教学内容：固体的类别及固体中原子或分子的排列特征 第二节 晶体的对称性 （学时5） 教学内容：对称性描述及实际晶体中原子位置的演变 第三节 晶体的X射线衍射 （学时5） 教学内容：衍射现象，晶体结构与衍射谱的对应关系 第四节 结构与性能 （学时2） 教学内容：晶体结构对称性与性能的关系，晶体缺陷等对性能的影响 本章考核要点：固体中原子的排列特征，对称性，X射线衍射原理 第三章 材料的制备 (学时24) 教学目的:根据材料结构特征和性能要求，能够根据产物的要求选择采用合适的制备方法 教学重点:固相反应和液相反应的反应机理，结构、形貌和尺寸调控的常规手段 教学难点: 固相反应和液相反应的反应机理 教学方法: 讲授法，演示法，讨论法，多媒体辅助法，练习法 教学要求: （1）了解反应过程中的热力学和动力学要求；（2）理解固相反应和液相反应的反应过 程、机理；（3）熟悉对材料结构、形貌和尺寸进行调控的常规手段 第一节 反应热力学 （学时4） 教学内容：反应热力学、反应动力学及表面能 第二节 固相反应 （学时5） 教学内容：固相反应的概念、类型、影响因素及实例分析 第三节 液相反应 （学时5） 教学内容：液相反应的概念、类型、影响因素及实例分析，纳米材料 第四节 结构调控 （学时4） 教学内容：结构调控的含义、手段及实例分析 第五节 尺寸调控 （学时3） 教学内容：尺寸调控的含义、手段及实例分析 第六节 形貌调控 （学时3） 教学内容：形貌调控的含义、手段及实例分析 本章考核要点：固相反应和液相反应的过程特征，合理设计制备方法 第四章 材料的性能 (学时12) 教学目的:熟悉材料的基本性能及与结构的关系 教学重点:材料的光电磁催化性能 教学难点:材料电子结构的描述 教学方法: 讲授法，演示法，讨论法，多媒体辅助法，练习法 教学要求: （1）了解对材料表征不同目的时所采用的表征手段；（）理解各种表征手段的测试原 理；（3）掌握各种测试手段所得数据的相应分析 第一节 固体的能带结构 （学时4） 教学内容：能带结构的概念、组成及分析 第二节 光学性能 （学时2） 教学内容：光学性能的概念、形式与结构的关系及实例 第三节 电学性能 （学时2） 教学内容：电学性能的概念、形式与结构的关系及实例 第四节 磁学性能 （学时2） 教学内容：磁学性能的概念、形式与结构的关系及实例 第五节 催化性能 （学时2） 教学内容：催化性能的概念、形式与结构的关系及实例 本章考核要点：能带结构分析，光电磁催化性能的结构特征 第五章 材料的表征 (学时12)

教学目的：能够对材料进行组分、结构、性能等方面的表征分析教学重点：X射线粉末衍射谱和电镜测试分析教学难点：各表征方法的测试原理教学方法：讲授法，演示法，讨论法，多媒体辅助法，练习法教学要求：（1）了解对材料表征不同目的时所采用的表征手段；（）理解各种表征手段的测试原理；（3）掌握各种测试手段所得数据的相应分析第一节X射线光电子能谱（学时2）教学内容：能谱仪的组成、测试原理及实例分析第二节X射线粉末衍射谱（学时2）教学内容：衍射仪的组成、测试原理及实例分析第三节扫描电子显微镜（学时4）教学内容：电镜类别、用途，扫描电镜的组成、测试原理及实例分析第四节红外光谱（学时2）教学内容：光谱仪的组成、测试原理及实例分析第五节激光粒度仪（学时2）教学内容：粒度仪的组成、测试原理及实例分析本章考核要点：各种表征手段的测试原理，相应测试数据的分析作业第一次1、名词解释：晶体，素晶胞，李晶，对称图形，系统消光2、简述点阵的定义及其需满足的两个条件。3、平面格子中，正方、六方、矩形、平行四边形四种素单位中哪一个可以有心化成为带心格子，为什么？4、图示点群mm2中等效位置的产生第二次1、简述对称元素系D2h包含的对称元素2、Pma是空间群P≥121的简写，请简单介绍该空间群符号中各字母和数字的含义。3、计算底心C点阵晶胞的Fhkl与IFhk124、X射线粉末衍射的主要应用有哪些？第三次1、何谓非整比化合物，其基本类型有哪些？2、何谓液晶，构成液晶的分子在结构上应具有哪些特征？3、何谓业稳态，自前主要业稳态材料有哪些类型，分别简述它们的结构特点。4、何谓玻璃，简述玻璃的无规则网络学说。第四次1)何谓钢铁的金相组织，钢铁物相中主要的四个含铁相的组成与结构特点有哪些？2）试写出15中镧系元素的名称和符号，并简述镧系收缩的含义及其影响。3)何谓金属固溶体，影响置换固溶体的溶解度的主要因素有哪些？4）何谓发光，根据激发源的不同，发光材料可分为哪几种主要的类型？第五次1、名词解释：晶格能，超分子，分子识别，超分子自组装，晶体工程2、利用玻恩-哈伯循环计算KCI晶体的点阵能。（KCI的生成热=-438，K的升华热=84，K的电离能418，Cl2的分解热=243，CI的电子亲和能=-368，单位kJ/mol)3、简述多元复杂离子晶体结构的Pauling规则。4、何谓有效离子半径5、Goldschmidt结晶化学定律及影响结构型式的几种因素。第六次1、试从概念、特征、影响因素、常用仪器设备以及注意事项等方面介绍高温固相法。2、何谓均匀沉淀法，试论述利用CO(NH）作为沉淀剂制备ZnO的基本原理。3、溶胶-凝胶法制备材料的基本过程是怎样的，试述制备过程中的影响因素及其影响？4、何谓微乳液，试述微乳法制备过程中的影响因素及其影响

教学目的:能够对材料进行组分、结构、性能等方面的表征分析 教学重点:X射线粉末衍射谱和电镜测试分析 教学难点:各表征方法的测试原理 教学方法: 讲授法，演示法，讨论法，多媒体辅助法，练习法 教学要求: （1）了解对材料表征不同目的时所采用的表征手段；（）理解各种表征手段的测试原 理；（3）掌握各种测试手段所得数据的相应分析 第一节 X射线光电子能谱 （学时2） 教学内容：能谱仪的组成、测试原理及实例分析 第二节 X射线粉末衍射谱 （学时2） 教学内容：衍射仪的组成、测试原理及实例分析 第三节 扫描电子显微镜 （学时4） 教学内容：电镜类别、用途，扫描电镜的组成、测试原理及实例分析 第四节 红外光谱 （学时2） 教学内容：光谱仪的组成、测试原理及实例分析 第五节 激光粒度仪 （学时2） 教学内容：粒度仪的组成、测试原理及实例分析 本章考核要点：各种表征手段的测试原理，相应测试数据的分析 作业 第一次 1、名词解释：晶体，素晶胞，孪晶，对称图形，系统消光 2、简述点阵的定义及其需满足的两个条件。 3、平面格子中，正方、六方、矩形、平行四边形四种素单位中哪一个可以有心化成为带心格子，为 什么？ 4、图示点群mm2中等效位置的产生 第二次 1、简述对称元素系D2h包含的对称元素 2、 Pnma是空间群 的简写，请简单介绍该空间群符号中各字母和数字的含义。 3、计算底心C点阵晶胞的Fhkl与׀Fhkl ׀ 2 4、X射线粉末衍射的主要应用有哪些？ 第三次 1、何谓非整比化合物，其基本类型有哪些？ 2、何谓液晶，构成液晶的分子在结构上应具有哪些特征？ 3、何谓亚稳态，目前主要亚稳态材料有哪些类型，分别简述它们的结构特点。 4、何谓玻璃，简述玻璃的无规则网络学说。 第四次 1)何谓钢铁的金相组织，钢铁物相中主要的四个含铁相的组成与结构特点有哪些？ 2) 试写出15中镧系元素的名称和符号，并简述镧系收缩的含义及其影响。 3)何谓金属固溶体，影响置换固溶体的溶解度的主要因素有哪些？ 4）何谓发光，根据激发源的不同，发光材料可分为哪几种主要的类型？ 第五次 1、名词解释：晶格能，超分子，分子识别，超分子自组装，晶体工程 2、利用玻恩-哈伯循环计算KCl晶体的点阵能。(KCl 的生成热= -438，K的升华热=84，K的电离能= 418 ， Cl2的分解热= 243，Cl的电子亲和能= -368，单位kJ/mol) 3、简述多元复杂离子晶体结构的Pauling规则。 4、何谓有效离子半径 5、Goldschmidt结晶化学定律及影响结构型式的几种因素。 第六次 1、试从概念、特征、影响因素、常用仪器设备以及注意事项等方面介绍高温固相法。 2、何谓均匀沉淀法，试论述利用CO(NH2 )2作为沉淀剂制备ZnO的基本原理。 3、溶胶-凝胶法制备材料的基本过程是怎样的，试述制备过程中的影响因素及其影响？ 4、何谓微乳液，试述微乳法制备过程中的影响因素及其影响

第七次1、硅酸盐的基本特征有哪些？2、简述分子筛的组成，基本类型，结构类型及应用。3、简单介绍高分子材料的主要结构特征(P232)。4、何谓本体聚合，该方法有何优缺点？5、何谓乳液聚合，该方法有何优缺点？第八次1、名词解释：高分子材料，光电效应，电光材料，磁光效应，介电材料，铁电材料2、简述扫描隧道电子显微镜工作的基本原理。3、简述原子力显微镜工作的基本原理。4、何谓硅外延，其主要的应用体现在哪些方面？

第七次 1、硅酸盐的基本特征有哪些？ 2、简述分子筛的组成，基本类型，结构类型及应用。 3、简单介绍高分子材料的主要结构特征(P232)。 4、何谓本体聚合，该方法有何优缺点？ 5、何谓乳液聚合，该方法有何优缺点？ 第八次 1、名词解释：高分子材料，光电效应，电光材料，磁光效应，介电材料，铁电材料 2、简述扫描隧道电子显微镜工作的基本原理。 3、简述原子力显微镜工作的基本原理。 4、何谓硅外延，其主要的应用体现在哪些方面？