中科大很长一段时间开过结构化学, 今年分成两个学期上, 分别叫量子物理和量子化学. 课程内容和之前结构化学并无本质区别, 我上的结构化学的课程, 当的量化量物的助教. 我觉得吧, 上这个课程最重要的一个目的是在学生脑袋中种下用量子力学的方式思考化学问题的种子. 毕竟大学低年级学习的化学都是总结实验, 提出唯像的理论. 这些理论基本都是几十上百年的东西, 处理化学问题确实有一定的意义, 但常常会有各种各样的"特例". 逻辑上讲这很难令人满意. 所以要学习量子的观点, 从物理的基本原理出发, 如何理解微观层次的化学现象. 当然我们学习的结构化学也仅仅是皮毛, 深入学习的话水还很深. 至于题主所说的难度, 确实有一些, 用到的数学和物理远多于其他化学类课程, 但是对于在科大好好学习的同学来说都是too simple. 我们这里的话基本每年卷面都是挂掉一半人的, 之后当然会调分, 但显然不是无节制地调, 85+要<30%. 然后如果你想用本科结构化学所学的知识去解决实际问题, 呵呵, 答案是不能. 那能不能不学。谁牛B自己试试呗, 反正学过以后再去学习更深层次的量子化学的课程或者自学都会方便很多. 大学课程是基础教育, 结构化学当然也是基础. 逻辑上讲这很难令人满意. 所以要学习量子的观点, 从物理的基本原理出发, 如何理解微观层次的化学现象. 当然我们学习的结构化学也仅仅是皮毛, 深入学习的话水还很深.
在读学生，我觉得结构化学这门课不学好高数简直就是天书一样的神奇学科，因为结构化学这门学科需要用薛定谔方程进行理论张开，运用矩阵，线性运算等数学技巧处理数据，首先是研究晶体，不同原子分子组成的晶体。研究各种晶体，这一块的话和固体物理联系比较紧密，而且也是研究其几何框架，可能会用到一些群论。实验中要测定晶体结构一般是用X射线衍射。然后是原子结构。这块就和量子物理联系比较紧了，让你解解波函数啊，看看电子云长什么样子，个人觉得最麻烦的还是分子结构的理论。关于分子结构的理论有很多，当然很多已经过时了，但是还是会提一下。分子轨道理论是最靠谱的。然后关于配合物的话又有一堆理论。
我觉得结构化学是在量子力学基本公设的基础上重新建立化学研究的基本模型，也就是用量子物理的语言定义了化学。这个理论系统很好的将光电磁以及电子自旋和轨道统一了起来并解释了宏观现象，是所有色谱研究的理论基础。经典的化学一直以实验以及对实验的归纳总结为研究方式。这一理论体系的另一个意义在于提供了 通过量子理论计算结构并预测化学性质的理论。也就衍生了计算化学，DFT 等等不靠谱的东西，但这一定程度上使得我们有能力估测未知物质和反应。具体的实例排名第一的答案已经给出很多了。
