【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405208
将本科课程中的脑文格反应等有机化学内容与有机太阳能电池研究前沿紧密结合,通过实验让学生深入了解有机化学课程中的化学反应。该实验利用脑文格反应合成了一个宽带隙的稠环电子受体材料A831,通过对实验数据进行分析,确定材料是通过削弱端基的拉电子能力,提升了材料的最低未占有分子轨道(LUMO)能级,进而获得高电压的有机太阳能电池。该实验充分培养了学生运用基础知识解决科研问题的能力,体现了“基础知识–实际应用”的有机实验教学模式,适合作为面向高年级本科生的综合实验教学课程。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308029
在结构化学教学中,晶体结构的多样性、复杂性和抽象性使教学难度增加,本文介绍了笔者在教学实践中根据晶体结构的对称性,以具体–抽象–具体主线,以“抽取共性–讲透典型–衍生个性”为核心,构建晶体结构知识点图谱的拓展教学方法。具体做法是以等径圆球密堆积及其空隙类型/分布作为共性的出发点,通过填隙模型得到典型晶体的结构,通过取代/添加/去除/衍生等方式建立具有多样性的具体物质的晶体结构,形成直观和有脉络关系的知识图谱。可以加深学生理解晶体结构教学中的共性与个性,达到知识理解与迁移运用的目的。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312084
针对结构化学课程知识点繁多和概念碎片化、学生难以形成学科框架和完整知识体系的困境,本文提出以“薛定谔方程–近似模型–核心概念–简单应用”为主线,以一维势箱自由粒子模型、单电子类H体系、多电子原子、H2+分子离子、H2分子、多原子分子等“六条分支”来构建学科的逻辑框架与知识点图谱。使碎片化的知识重构关联,形成完整的知识链,帮助学生理解重要概念的逻辑关系、产生脉络及相互联系,并且为学生提供知识迁移的情境,达到知识理解与运用的目的。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202407022
将计算化学实验与有机化学课程相结合,既可提升学生软件应用能力和科研创新思维与能力,培养学生通过计算化学手段高效解决化学研究问题的能力,又可加深对反应机理的理解。本文以不对称烯烃CH2 = CHR (R = CH3,Cl,CN)与HCl亲电加成反应为例,通过构建反应路径,获得反应热力学和动力学数据,分析反应路径上驻点自然布居分析(NPA)电荷的变化,探讨取代基对反应机理影响的本质。本计算化学实验旨在加深学生对不对称烯烃亲电加成反应机理的认识和理解,并掌握计算化学研究化学反应机理的基本方法。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202408063
基于跃迁偶极矩阵元的基本公式,澄清了结构化学教材中关于原子光谱选律的几个疑惑问题,讨论了双原子分子转动和振动光谱、多原子分子红外光谱与拉曼光谱、紫外-可见电子光谱及圆二色谱选律的具体表述形式,并给出了相关等价判据。同时对多种光谱选律的含义与合理性进行了阐释。