晶体工程学是在超分子自组装基础上发展起来的，跨越晶体学、材料科学、合成化学的交叉学科。超分子手性晶体工程属于晶体工程学的一大分支，运用晶体工程学原理和方法设计手性超分子合成子，构筑出手性超分子晶体材料，并进一步探讨对映体选择性识别分离和催化方面的应用前景。

智能致动器具有将外界刺激转化为机械运动的能力，在软体机器人、人造肌肉、传感器、智能皮肤等领域具有广阔的应用前景。本新创实验通过在聚酰亚胺高分子膜表面涂覆聚二甲基硅氧烷预聚体，并喷涂石墨烯乙醇分散液，制备出一种可以利用高分子材料的热膨胀系数差异对光、电、热等刺激产生响应的超疏水智能材料。从中国传统剪纸艺术和仿生结构获得灵感，将所得超疏水材料加工成爪形构造和可变形集水装置，利用材料的超疏水性质实现其在强酸，强碱等复杂应用环境下的稳定运行。此外，通过调整刺激电流大小实现了材料致动能力的智能化编程，进一步提升了新创实验的可控性和应用性。本新创实验融汇无机化学、高分子化学、仪器分析和材料化学等多个化学学科，实现理论与应用的巧妙衔接。所选用的实验原料无毒且易得，符合绿色化学的要求，体现了实验的可持续性。通过开发新型材料的制备技术，有效提升了材料的致动性能，极大地拓展了材料的应用场景。该新创实验现象明显，操作过程趣味性强，有助于激发学生的科研兴趣，提高学生的知识应用水平，培养学生的创新意识，同时提升学生的综合素质。该实验对学生的学习和成长具有积极的促进作用。

化学“101计划”物理化学教材的目标是建立超多分子系统的理论框架，从对分子的认识(主要是各量子自由度的量子化能级)出发构建化学家的分子物质观。教材分为三篇，上篇是理论基础，中篇是分子物质观框架内的宏观物质结构，下篇是演化规律。本文通过介绍课程框架，期待为推进国内物理化学课程建设、培养中国下一代化学家提供思路。

仿生超疏水功能材料属于新兴的跨学科交叉研究领域，涉及化学、材料科学、物理学等多个学科的原理和技术，在自清洁、防腐蚀、防污减阻等领域展现出独特的应用潜力。该研究领域发展迅速，但传统实验教材内容相对滞后，不能及时反映该领域最新的科学进展和理论。本实验课程依托教育部化学“101计划”合成化学实验课程，以仿生超疏水功能材料的合成与性能研究教学实验为例，介绍仿生超疏水功能材料前沿研究，凝练适合拔尖创新人才培养的实验课程，为该领域的教学实践提供理论和实证支持，提升基础学科人才培养质量。

以较前沿的科研成果为基础设计了一个物理化学综合创新实验。通过该实验，学生不仅可以了解油污染水环境问题，加深对润湿性一般理论的理解，还可以掌握超疏水材料的制备、接触角表征以及超疏水/超亲油材料对含油废水进行处理的操作和方法。实验融入了较多的课程思政元素，通过引导学生利用课堂学习的表面化学理论知识解决含油废水处理问题，培养学生的社会责任感、专业自豪感、严谨的科学思维和创新能力。

化学键是整个化学领域的核心概念之一，但必须清楚的是，化学键是人为抽象出来的概念，而不是物理现实。为正确描述化学键，历史上各种化学键模型或者理论被提出，其中基于经验规则的电子对成键模型和杂化轨道理论目前最广为接受。然而，经验规则毕竟有其适用范围，譬如对于超价分子的解释就存在不合理之处。我们建议在教学中以超价分子为例，对低年级学生明确指出经验规则在化学成键描述中的不足，高年级时运用分子轨道理论或现代价键理论开展成键分析的专题讨论。期望学生在掌握化学键概念的同时，对分子成键行为的见解持开放态度，培养其科学求知的精神。

乙烷、肼与过氧化氢分别是同周期元素与氢组成的、结构相似的三种物质，但它们的稳定性却依次明显减弱，且稳定构象也不相似，现行教材中没有很好地解释造成它们稳定性和稳定构象不同的原因。本文通过分析n-σ^*的超共轭效应为这三种物质稳定性的变化规律提供了一种可能的解释，同时，也解释了肼和过氧化氢不以对位交叉构象存在的原因。将超共轭效应拓展到了解释无机物稳定性和稳定构象上。