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1、计算化学基础与应用理论课教学大纲 计算化学基础与应用课程教学大纲课程名称：计算化学 基础 与应用课程类别：专业选修课适用专业：化学考核方式：考查总学时、学分：32学时2 2学分其中试验学时：0 0学时一、 课程教学目的现代计算机技术在科研、生产等方面起到日益重要的作用。通过学习本课程，进一步提高学生的计算机应用实力，尤其是应用计算机工具解决化学相关问题的基本思路、基本原理、基本方法和基本技能，培育学习实力、实践实力与创新实力。对于有志于在化学方面进一步深造的同学，通过本课程学习，可以在以后的科研中最大限度的发挥计算机的优势，从而跟上当前化学发展的步伐。二、 课程教学要求 通过本课程的学习，使学
2、生驾驭计算化学的基本原理及应用，培育学生运用计算化学的原理和应用软件解决化学化工等问题的实力。驾驭计算机技术在化学各分支中若干应用的基本原理，理解计算机化学方法中的若干关键算法及其运用状况，计算机化学的应用背景和发展状况。三、 先修课程 高等数学、无机化学、有机化学、物理化学等 四、 课程教学重、难点 计算化学中不同模型对性质的影响，计算技巧及数据的敏捷处理，专业软件对材料图形的绘制。五、 课程教学方法与教学手段 本课程采纳课堂讲授和探讨相结合。通过阅读主要参考书目、网上查询、资料整理和专题探讨，以演绎法和归纳法为主，运用类比、模拟及其它科学方法, 学会初步解决实际问题的实力，并驾驭该学科的发
3、展动态。六、课程教学内容 第一章绪论（2 学时）1 教学内容 (1) 了解计算化学发展简史。(2) 了解相关科研前沿。(3) 了解本课程与专业及应用的关系。(4) 驾驭学习方法和要求。2 重、难点提示 (1) 了解计算化学有关的基本概念。(2) 理解计算机协助在化学等领域中的作用。其次章计算化学基础（2 学时）1 教学内容 (1) 了解计算化学中涉及的基本概念。(2) 了解计算化学所需的硬件和软件。2 重、难点提示 了解波函数、自洽场分子轨道、组态相互作用等概念及在计算化学中的应用。第三章计算方法简介（2 学时）1 教学内容 (1) 计算化学概述，了解不同理论。(2) 不同计算方法的优势。2
4、重、难点提示 理解分子力学理论、半阅历方法、从头计算方法和密度泛函理论的区分。 第四章Gaussian 计算软件介绍（2 学时）1 教学内容 (1) 了解计算化学中用到的软件。(2) 了解 Gaussian 探讨的化学问题。(3) 了解 Gaussian 运行的平台。(4) 驾驭 Gaussian 的输入文件的格式。2 重、难点提示 (1) Gaussian 的输入文件的格式要求，介绍常用吩咐。(2) 正常输出文件的格式及各部分的含义。第四章GaussView 软件介绍及应用 （一）单点能计算（2 学时）1 教学内容 (1) 驾驭能量计算设置。(2) 驾驭输出文件中的信息。2 重、难点提示 精
5、确查找输出文件中分子轨道、电荷分布、偶极矩等参数的信息。（二）分子优化（2 学时）1 教学内容 (1) 理解势能面的含义。(2) 精确找寻微小值。(3) 驾驭频率计算的输入要求。以及热力学相关参数的输出。2 重、难点提示 驾驭频率计算和微小点找寻的要点。（三）轨道分析（2 学时）1 教学内容 (1) 计算化学中涉及的原子轨道和分子轨道的概念。(2) 前线分子轨道分析实例。2 重、难点提示 理解分析前线分子轨道的意义。（四）电离势和亲和势（2 学时）1 教学内容 (1) 理解电离势和亲和势的概念。(2) 应用实例。2 重、难点提示 驾驭计算电离势和亲和势的方法。（五）静电势和电荷分布（2 学时）
6、1 教学内容 (1) 驾驭静电势的概念。(2) 驾驭从 Gview 中分析静电势和电荷分布。2 重、难点提示 驾驭如何分析静电势和电荷分布改变的意义。（六）找寻简洁反应的过渡态（2 学时）1 教学内容 (1) 驾驭反应路径分析。(2) 势能面探讨实例。2 重、难点提示 驾驭反应路径分析。（七）激发态计算（4 学时）1 教学内容 (1) 了解发光材料的发展。(2) 了解激发态计算的重要性。(3) 驾驭激发态计算的方法。2 重、难点提示 (1) 理解激发态的特点。(2) 驾驭荧光和磷光的区分 (3) 理解计算激发态不同方法的优缺点。 （八）选择合适的理论模型（2 学时）1 教学内容 (1) 了解半
7、阅历方法的局限性。(2) 了解电子相关和后 SCF 方法。2 重、难点提示 驾驭运用不同方法计算的优点和不足。第六章Chemoffice 软件简介（2 学时）1 教学内容 (1) 绘制平面分子式。(2) 搭建立体分子模型。2 重、难点提示 搭建立体分子模型的方法和技巧。第七章利用 Origin 软件数据分析（2 学时）1 教学内容 (1) 科学制表。(2) 从表格到图像。(3) 实例说明。2 重、难点提示 驾驭 Origin 软件数据分析的基本步骤。七、学时安排 章目 教学内容 教学环节 理论教学学时 试验教学学时 一 绪论 2二 计算化学基础 2三 计算方法简介 2四 Gaussian 计算
8、软件介绍 4五 GaussView 软件介绍及应用（一）单点能计算 2 （二）分子优化 2 （三）轨道分析 2 （四）电离势和亲和势 2 （五）静电势和电荷分布 2 （六）找寻简洁反应的过渡态 2 （七）激发态计算 4 （八）选择合适的理论模型 2六 Chemoffice 软件简介 2七 利用 Origin 软件数据分析 2总计32 八、课程考核方式 1. 考核方式：笔试 ； 开卷。2. 成果构成 平常成果：平常作业与课堂互动；课程论文，要求独立完成。九、选用教材和参考书目 1Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods（Second Edition），James B. Poresman，Aeleen Frisch, Gaussian, Inc, USA,1996 年； 2计算化学，聂长明、廖立夫主编，北京理工高校出版社，2010 年； 3化学图文设计与分子模拟计算，刘江燕、武书彬编，华南理工高校出版社，2009 年； 4计算机化学，丛培盛、朱仲良、许新华、曹同成、柴晓兰编，化学工业出版社，2014年； 5 叶卫平主编，Origin 9.1 科技绘图及数据分析，机械工业出版社，2015 年； 6 范波涛、张瑞生编，计算机化学与分子设计，高等教化出版社，2009 年。