МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «СЫКТЫВКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт Естественных наук

Кафедра «Химии»

Учебно-методический комплекс дисциплины (модуля)

Инструментальные методы анализа

Направление

020100.62 Химия

Химия

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения

очная

Сыктывкар 2012

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Сыктывкарский государственный университет»

Институт естественных наук

Кафедра химии

Утверждено

На заседании учебно-методической

комиссии института ЕН

« 03 » сентября 2012 г.

Протокол №­­ 1

Председатель УМК

_____________ ()

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Дисциплины Инструментальные методы анализа

Направление

020100.62 Химия

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения

очная

Блок дисциплин Б3 В6

Семестр: 7

Всего учебных занятий: 108 час. (3 зачетные единицы)

В том числе:

Аудиторных 54 часа, 1.5 зачетные ед., из них

Лекций 36 часов, 1 зачетная ед.

Практических занятий 18 часов, 0,5 зачетных ед.

Самостоятельная работа 49 часов, 1,5 зачетные ед.

Занятия, проводимые в интерактивной и активной форме – 36 час.

Контроль самостоятельной работы – 5 час.

Форма текущего контроля – контрольная работа (1), курсовая работа (1)

Промежуточный контроль: зачет

Сыктывкар 2012

ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ

И УТВЕРЖДЕНИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ

Программа составлена на основании ФГОС ВПО в соответствии с целями и задачами ПрООП ВПО и учебного плана направления «химия».

Автор:

Доцент, к. х.н. _______________/ /

Рецензент:

Доцент, к. х.н. _______________/ /

Рабочая программа рассмотрена и одобрена

на заседании кафедры химии

протокол от 31 августа 2012 г.

Зав. кафедрой

К. х.н. _______________/ /

Цель дисциплины (модуля): Спецкурс «Спектроскопия ядерного магнитного резонанса» решает задачу углубления знаний в области спектроскопии ЯМР (возможностей, современных методик ЯМР, областей применения) студентов, которые специализируются в области органической химии и должны использовать этот метод в своей научной работе.

В результате освоения курса

Студент должен знать: основные принципы спектроскопии ядерного магнитного резонанса, приемы и методы установления строения органических соединений при помощи спектроскопии ЯМР и ее сочетания с другими методами исследования.

Студент должен уметь: грамотно выбрать методику ЯМР для решения возникающей перед ним структурной задачи, сочетать метод ЯМР с другими физико-химическими методами исследования органических соединений; интерпретировать спектры ЯМР.

Студент должен владеть: основами теории разделов химии и физики, необходимыми для осознанной интерпретации данных, получаемых методом ЯМР.

1.  Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Дисциплина «Спектроскопия ядерного магнитного резонанса» входит в вариативную часть профессионального блока ООП. Для успешного освоения этой дисциплины студент должен иметь представление об основных физико-химических методах установления строения органических соединений, основах теории строения вещества и процессах, протекающих в растворах, что является предметом базовой части профессионального цикла.

Знания, умения и навыки, приобретенные в ходе изучения дисциплины «Спектроскопия ядерного магнитного резонанса», могут быть использованы при планировании, обсуждении и выполнении экспериментальных работ в ходе научно-исследовательской практики.

2.  Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Спектроскопия ядерного магнитного резонанса»

Выпускник будет обладать следующими общекультурными и профессиональными компетенциями:

-умением принимать нестандартные решения (ОК-2);

-пониманием принципов работы и умением работать на современной научной аппаратуре при проведении научных исследований (ОК-6);

-владением теорией и навыками практической работы в избранной области химии (в соответствии с темой выпускной квалификационной работы) (ПК-3).

3.  Структура и содержание дисциплины (модуля)

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.

КАЛЕНДАРНО - ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

№

Наименование

разделов, тем

Количество часов по учебному плану

Максимальная нагрузка студентов (часов)

Аудиторная нагрузка

Самостоятельная работа

Формы текущего контроля

по теме, разделу

В том числе

Лекции

Семинар

Практич. работа

Лаборатор.

работа

1.

Основные принципы и техника получения спектров ЯМР. Ядра, используемые для решения структурных задач методом ЯМР. Основные характеристики спектров ЯМР и их использование для решения структурных задач.

5

4

1

2.

Спектроскопия протонного магнитного резонанса (спектроскопия ЯМР 1Н).

4

2

2

3.

Спектроскопия ЯМР 13С.

4

2

2

4.

Спектроскопия ЯМР на ядрах фтора, азота, фосфора – особенности и техника получения.

2

2

5.

Способы упрощения спектров ЯМР.

13

10

2

1

6.

ИК-спектроскопия

5

2

2

1

7.

UV-VIS-спектроскопия

3

2

1

8.

Масс-спектрометрия

9

6

2

1

9.

Совместное применение спектроскопических методов при исследовании строения органических соединений.

15

6

8

1

Итого

103

36

18

49

Вид итогового семестрового контроля

экзамен

Тема 1 Основные принципы и техника получения спектров ЯМР. Ядра, используемые для решения структурных задач методом ЯМР. Основные характеристики спектров ЯМР и их использование для решения структурных задач.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Явление ядерного магнитного резонанса, природа спектров ЯМР. Ядра, используемые для решения структурных задач методом ЯМР, особенности наблюдения ЯМР на различных ядрах. Понятие химического сдвига. Шкала химических сдвигов. Диапазон химических сдвигов сигналов различных ядер. Факторы, влияющие на величину химического сдвига (электронное окружение ядра, растворитель, концентрация вещества, температура). Определение величины химического сдвига. Внутренний и внешний стандарт. Интегральная интенсивность сигнала. Спин-спиновое взаимодействие.

Тема 2 Спектроскопия протонного магнитного резонанса (спектроскопия ЯМР 1Н). Особенности спектроскопии ЯМР 1Н по сравнению со спектроскопией ЯМР на других ядрах. Параметры спектров ЯМР 1Н (химический сдвиг, интенсивность сигналов, константы спин-спинового взаимодействия (КССВ)). Спектры ЯМР 1Н первого и второго порядка. Химическая и магнитная эквивалентность. Взаимодействие между магнитно эквивалентными ядрами. Спектры ЯМР 1Н органических веществ различных классов. Применение спектроскопии ЯМР 1Н (установление структуры, стереохимия, аналитическое определение функциональных групп, кинетические исследования и др.).

Тема 3 Спектроскопия ЯМР 13С.

Особенности и техника получения спектров ЯМР 13С. Запись спектра ЯМР 13С без и с «подавлением протонов», информация, получаемая таким образом. Ядерный эффект Оверхаузера.

Тема 4 Спектроскопия ЯМР на ядрах фтора, азота, фосфора – особенности и техника получения и применение для установления строения соединений.

Тема 5 Способы упрощения спектров ЯМР.

Двумерная корреляционная спектроскопия ЯМР. Корреляция за счет гомоядерного взаимодействия (COSY, NOESY). Гетероядерная корреляционная спектроскопия.

Тема 6 Инфракрасная спектроскопия (ИКС). Природа ИК-спектров, техника их получения. Информация, получаемая при помощи ИК-спектроскопии.

Тема 7 UV-VIS (электронная) спектроскопия. Природа электронных спектров, техника их получения. Информация, получаемая при помощи электронной спектроскопии.

Тема 8 Масс-спектрометрия. Основные принципы и техника получения масс-спектров. Методы ионизации (ЭУ, ХИ, FAB, ESI, МАЛДИ). Информация, получаемая при помощи масс-спектроскопии. Молекулярный ион в масс-спектре, изотопный состав кластера молекулярно иона в зависимости от элементного состава соединения. Первичные и вторичные фрагментарные ионы, особенности образования масс-спектров электронного удара для соединений различных классов. Хромато-масс-спектрометрия – преимущества и ограничения применения. Применение масс-фрагментографии при групповой идентификации компонентов сложных природных смесей.

Тема 9 Комбинированное применение спектральных и химических методов для установления строения органических соединений при решении различных задач (исследование природных соединений, органический синтез и др.).

4.  Образовательные технологии

- презентации

- специализированные научные фильмы по профилю подготовки

5.  Самостоятельная работа студентов

Рабочей программой дисциплины «Спектроскопия ядерного магнитного резонанса» предусмотрена самостоятельная работа студентов в объеме 63 часа. Самостоятельная работа проводится с целью углубления знаний по дисциплине и предусматривает:

–  чтение студентами рекомендованной литературы и усвоение теоретического материала дисциплины;

–  решение задач по ИК, ЯМР и UV-VIS спектроскопии, а так же масс-спектрометрии; расшифровка спектров соединений, полученных студентами в ходе научно-исследовательской работы;

6.  Оценоч­ные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по ито­гам освоения дисциплины.

Текущий контроль не предусмотрен.

Итоговый контроль – экзамен.

Вопросы к экзамену

1 Основные принципы и техника получения спектров ЯМР. Ядра, используемые для решения структурных задач методом ЯМР.

2 Основные характеристики спектров ЯМР и их использование для решения структурных задач.

3 Спектроскопия протонного магнитного резонанса (спектроскопия ЯМР 1Н) и ее использование для решения структурных задач.

4 Спектроскопия ЯМР 13С и ее использование для решения структурных задач.

5 Спектроскопия ЯМР на ядрах фтора, азота, фосфора – особенности и техника получения.

6 Способы упрощения спектров ЯМР. Двумерная корреляционная спектроскопия ЯМР. Корреляция за счет гомоядерного взаимодействия (COSY, NOESY). Гетероядерная корреляционная спектроскопия.

7 Инфракрасная спектроскопия (ИКС). Природа ИК-спектров, техника их получения. Информация, получаемая при помощи ИК-спектроскопии.

8 UV-VIS (электронная) спектроскопия. Природа электронных спектров, техника их получения. Информация, получаемая при помощи электронной спектроскопии.

9 Масс-спектрометрия. Основные принципы и техника получения масс-спектров. Методы ионизации (ЭУ, ХИ, FAB, ESI, МАЛДИ). Информация, получаемая при помощи масс-спектроскопии.

10 Комбинированное применение спектральных и химических методов для установления строения органических соединений при решении различных задач.

7.  Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)

а) основная литература:

, Куплецкая УФ-, ИК-, ЯМР - и масс-спектроскопии в органической химии. М.: Высш. школа. , , ЯМР-спектроскопия в орга­нической химии. Л.: Химияс. Определение строения органических соединений. М.: Мирс.

б) дополнительная литература:

, , Разин методы опре­деления строения органических соединений. М.: Высш. школас. Спектрометрическая идентификация органических соединений. М.: Мир

в) интернет-ресурсы:

1.  http://www. wpi. edu/Academics/Depts/Chemistry/Courses/General/

2.  http://www. wpi. edu/Academics/Depts/Chemistry/Courses/General/kinfephtim. html

3.  http://wps. pearsoned. co. uk/ema_uk_he_housecroft_inorgchem_2/

4.  http://www. usd. edu/~gsereda/computer. html

5.  http://www. jce. divched. org/CERS/

6.  http://www. uni-regensburg. de/Fakultaeten/nat_Fak_IV/Organische _Chemie/Didaktik/Keusch/link. htm

http://www. rsc. org/Membership/Networking/InterestGroups/EducationalTechniques/ChemistryCassettes/index. asp

г) программное обеспечение:

Пакет Microsoft Office, включающий в себя Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft Access, Microsoft PowerPoint, Microsoft Outlook.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)

Доступ к интернет-ресурсам в компьютерном классе института естественных наук СыктГУ.

КАРТА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМИ РЕСУРСАМИ

Дисциплины «Инструментальные методы анализа»

По направлению 020100.62 «Химия»

Институт естественных наук

Форма обучения очная

Блок дисциплин Б3 В6

Число студентов

Список литературы

Кол-во экземпля-ров

Кол-во экземпляров на 1студента

20

Основная литература:

1. Харитонов химия (аналитика). Кн. 2. Физико-химические (инструментальные) методы анализа. – М.: Высш. шк., 2003. – 559 с.

2. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа : в 2 т. /под ред. . — М. : Издательский центр "Академия", 2012 .

3. Васильев химия. Кн.2 Физико-химические методы анализа. М., Дрофа. 20с.

Дополнительная литература:

1. Р. Сильверстейн, Ф. Вебстер, Д. Кимл. Спектрометрическая идентификация органических соединений. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – 557 с.

2. З. Марченко, М. Бальцежак Методы спектрофотометрии в УФ и видимой областях в неорганическом анализе. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2012. – 712 с.

3. , , . Газохроматографическая идентификация загрязнений воздуха, воды, почвы и биосред. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2010. – 752с.

Периодические издания:

Научный журнал «Журнал прикладной химии»

19

12

эбс

3

3

3

1

0,6

1

Составитель, к. х.н., доцент______________

Зав. кафедрой, к. х.н.____________

Дата составления карты « » 2012 г.

СОГЛАСОВАНО:

Представитель библиотеки СыктГУ___________