【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310029
本文介绍了作者在计算材料学本科课程的教学实践中基于SPC/E水分子模型设计的一系列分子动力学实验内容。SPC/E水分子模型具有简洁、高效和便于理解的特点,基于此模型设计的实验内容包含分子动力学算法验证,以及径向分布函数、比热容和输运性质的计算。这些实验内容与理论课中分子动力学的基本原理和分子动力学对物质结构、热力学性质和动力学性质的计算等内容一一对应,有助于加深学生对分子动力学的基础知识的理解。这些实验采用同一模拟体系贯穿始终,计算量适中且均使用开源软件LAMMPS进行模拟,可实现计算化学及计算材料学课程中分子动力学实验简洁高效的教学。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310130
高校化学教学实验室内存在很多危险因素,管理方法和技术手段采用不当会引起师生受伤,进而影响实验教学的正常进行。负面清单管理制度可简明扼要地将各种实验教学和实验室管理过程中发现的问题进行归纳总结,做好负面清单的整理和持续改进是强化高校化学实验教学实验室安全管理的有效方法之一。本文在总结现阶段高校化学实验教学实验室的各种影响因素的基础上,形成有针对性的负面清单,开展有针对性的实验室安全教育和培训E (education)、采取有效的实验室工程技术安全措施E (engineering)、强化实验室安全强制措施E (enforcement),形成了3E方法与负面清单管理制度相结合的化学教学实验室安全模式。该制度的可持续发展模式在化学教学实验室管理中收获良好效果,为高校化学教学实验室安全管理提供参考。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202404057
卤代烃E2消除反应是基础有机化学课程中的重要教学内容,由于缺乏直观形象化的描述导致学生理解困难。本文设计了一个面向化学本科专业的计算化学实验,通过量子化学计算阐明卤代烃发生E2消除反应的详细机理及其与SN2亲核取代反应的竞争机制,同时获取反应的热力学和动力学信息,帮助学生理解Zaitsev规则、选择性、反应热力学、反应动力学、过渡态、反应坐标等有机化学及物理化学中的基本概念。本实验旨在训练学生使用计算化学方法解决化学问题的基本思路,提升学生的科研素养。