本文结合“配位化学”研究生课程教学,介绍了我们在课程内容更新与教学改革中所做的一些初步探索,同时围绕学生创新能力培养,对高校教学模式的改革问题提出了思考。选取配位化学研究前沿或与应用领域密切联系的内容展开专题报告或讨论。......
2023-11-28
配位化学教材与化学类研究生教学——编写《配位化学——原理与应用》的一点体会
●(厦门大学,章慧)
摘 要 强调化学类研究生教育中配位化学课程的重要性,简要回顾并概述了国内外配位化学教材出版的历史和现状,并介绍了作者主编的研究生教材《配位化学——原理与应用》的主要内容。
关键词 配位化学、研究生课程、教材
自20世纪80年代中期以来,由于戴安邦院士等老一辈配位化学家带头做出的辛勤工作和无私奉献,国内相继出版了一批配位化学教材和相关专著,这为恢复高考以后的高年级本科生和研究生学习配位化学知识提供了很大的帮助。目前活跃在国内配位化学领域的一批中青年学者,无不受益于上述经典书籍的熏陶,因此打下了扎实的配位化学基础,促成了近三十年来我国配位化学事业的迅猛发展,并且在国际上占有重要的一席之地。
正如徐光宪院士在作者主编的《配位化学——原理与应用》书序中所指出:“学科交叉是当代科学发展的大趋势,配位化学处于学科交叉的立交桥的地位,是当代化学极其活跃的研究前沿。”最近,徐光宪先生在给作者的亲笔信中还谈到:“你选择的配位化学方向很好,它是无机化学和有机化学的桥梁,也是基础研究和应用研究的交叉点,它提供的平台很容易向生命科学和材料科学发展。”当前,结合21世纪科学技术发展的学科高度交叉的需求,配位化学正处于前所未有的发展好势头,为配位化学工作者展示出了全新机遇和提出了新的挑战。
但是,与近十多年来我国化学类研究生教育和配位化学的快速发展不太相称的是研究生配位化学教材的相对匮乏。显然,无论是教学第一线的教师,还是莘莘学子都很需要一些合适的教材,以满足当前配位化学发展的教学需求。这类教材既能传授配位化学创始人Werner等前辈一百多年来凝聚着智慧和心血的实验和理论研究经典,体现出配位化学的博大精深;又能呈现当今配位化学处于学科交叉立交桥地位的鲜活、强大的生命力;还能为有志于从事配位化学研究的青年学子提供自学配位化学基本原理及其应用的平台,从而带动更多的研究生学习、热爱、活用配位化学知识,欣赏并享受随之带来的研究乐趣。这就是2004年化学工业出版社编辑与我商讨编写研究生教材《配位化学——原理与应用》的初衷。
由于作者本人的从教生涯是从担任配位化学专业课的助教开始的,近年来还承担了厦门大学高年级本科生和硕士研究生综合化学实验课程中配位化学实验教材的编写工作,比较了解各年级学生在学习、掌握和应用知识时需要一个循序渐进的过程,因此在这部教材编写中注意到在内容的编排和选取上符合学生的学习规律并做出了积极的尝试。希望学过本书的学生在研究工作中能够灵活应用配位化学基本原理来处理遇到的一些新问题,如配位立体化学、电子光谱、手性配合物的合成与拆分、圆二色(CD)光谱、反应动力学和机理研究等。其中,CD光谱的原理和应用也适用于其他涉及手性光学技术的学科和领域;而对新型手性配合物结构和性质的理解,反过来又促进了与CD光谱相关的各类前沿研究的深化,这是配位化学作为交叉学科的独特优势。
作者特邀北京大学严纯华教授和厦门大学夏海平教授及其助手分别撰写的“配合物的磁性”和“金属苯的合成”两节,为作者主编的这部教材增色,也体现了中国配位化学的鲜明特色和创新追求。
值得关注的是,近年来研究生配位化学教科书相对匮乏的问题,在国际上也同样存在,2008年由Willey公司出版的西班牙巴塞罗那大学Gispert教授所著的《Coordination Chemistry》的前言中也指出,亟须全面而系统的配位化学英文教科书,以满足当前配位化学教学的需要,为此Gispert教授特意在2000年撰写西班牙语配位化学教科书的基础上,加以取舍、充实、完善和更新,编著了英文版的《Coordination Chemistry》。Gispert教授认为此书适合于已经具有无机化学、有机化学背景以及谱学、量子化学和群论基础的高年级本科生和研究生阅读。这与《配位化学——原理与应用》的前言中所指出可谓不谋而合,该书“适用于具备了大学化学基础知识,特别是掌握了结构化学和群论基本原理的化学专业高年级本科生和研究生。”
作者编写本教材还有抛砖引玉的目的,希望那些正在承担繁重科研工作的同仁们能在百忙之中挤出时间,春蚕吐丝,以他们多年来丰富的教学和科研经验为我们的年轻学生奉献出内容更加丰富、翔实和全面的优秀配位化学教材,从而吸引层出不穷的青年才俊“共同努力、树立雄心壮志,攀登世界配位化学的最高峰”(徐光宪院士语)。
以下是《配位化学——原理与应用》教材的内容简介。
在现代结构化学理论和近代物理实验方法的基础上,作者以积累多年的配位化学教学与科研经验编著成本书,比较全面、系统、有特色地阐述配位化学的发展简史、基本原理、重要成果及其相关应用。全书分为八章,循序渐进地介绍了配合物的基础知识(包括配位立体化学知识)、化学键理论、电子光谱、圆二色光谱和磁学性质,取代反应和电子转移反应机理研究以及合成化学。尤其注重用配位化学的语言从结构和成键的微观角度去理解并认识配合物的宏观特征和性质,使得基础理论和现代化学实验之间有较密切的结合,从而为开展与配位化学有关的研究和工作提供一些方法和思路,以适应培养现代化学人才的新要求。
本书还首次介绍了金属苯合成的知识以及在有关章节中分别对手性金属配合物的命名、结构、表征(特别是圆二色和旋光色散光谱表征)以及合成与拆分做出较详细介绍,这是本书的显著特色之一。
本书各章(或相对独立的节)均附有参考文献以及习题和思考题,书末附有全书的综合习题和思考题,附录中提供了点群的特征标表、点群的对称性相关表、dn组态产生的谱项的分裂、Tanabe-Sugano能级图、各章节习题和思考题的部分参考答案,可作为化学、化工及相关专业的研究生和高年级本科生学习配位化学的教材或参考用书,还可供化学教师和相关学科的研究人员阅读和参考。
参考文献
[1]戴安邦,等.无机化学丛书·第12卷·配位化学.北京:科学出版社,1987.
[2]徐光宪,王祥云.物质结构.2版.北京:高等教育出版社,1987.
[3]徐志固.现代配位化学.北京:化学工业出版社,1987.(www.chuimin.cn)
[4]罗勤慧,沈孟长.配位化学.南京:江苏科技出版社,1987.
[5]陈慧兰,余宝源.理论无机化学.北京:高等教育出版社,1987.
[6]周绪亚,孟静霞.配位化学.开封:河南大学出版社,1989.
[7]朱声逾,周永洽,申泮文.配位化学简明教程.天津:天津科学技术出版社,1990.
[8]张祥麟.配合物化学.北京:高等教育出版社,1991.
[9]游效曾.配位化合物的结构与性质.北京:科学出版社,1992.
[10]杨素苓,吴谊群.新编配位化学.哈尔滨:黑龙江教育出版社,1993.
[11]朱文祥,刘鲁美.中级无机化学.北京:北京师范大学出版社,1993.
[12]金斗满,朱文祥.配位化学研究方法.北京:科学出版社,1996.
[13]孟庆金,戴安邦.配位化学的创始与现代化.北京:高等教育出版社,1998.
[14]唐宗薰.中级无机化学.北京:高等教育出版社,2003.
[15]项斯芬,姚光庆.中级无机化学.北京:北京大学出版社,2003.
[16]麦松威,周公度,李伟基.高等无机结构化学.北京:北京大学出版社;香港:香港中文大学出版社,2001.
[17]孙为银.配位化学.北京:化学工业出版社,2004.
[18]陈慧兰.高等无机化学.北京:高等教育出版社,2005.
[19]李晖.配位化学(双语版).北京:化学工业出版社,2006.
[20]章慧,等.配位化学——原理与应用.北京:化学工业出版社,2009.
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