Рабочая программа дисциплины «Молекулярная спектроскопия в химической экспертизе». Направление подготовки 020100 Химия (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Саратовский государственный университет имени

Институт химии

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебно-методической работе

профессор

« » --2011 г.

Рабочая программа дисциплины

Молекулярная спектроскопия в химической экспертизе

Направление подготовки

020100 Химия

Профиль подготовки

Химия окружающей среды, химическая экспертиза и экологическая безопасность

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения

очная

Саратов

2011 год

1.Цель освоения дисциплины «Молекулярная спектроскопия в химической экспертизе»

Целью освоения дисциплины - сформировать основы глубоких знаний в области спектроскопических методов исследования и анализа для самостоятельного планирования и выполнения химико-спектральных исследований, разработки схем и методик анализа при решении реальных задач в химической экспертизе.

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Дисциплина «Молекулярная спектроскопия в химической экспертизе»

является вариативной дисциплиной математического и естественнонаучного цикла дисциплин Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) по направлению «Химия» (Химия окружающей среды, химическая экспертиза и экологическая безопасность) (бакалавриат).

Для освоения программы по дисциплине ««Молекулярная спектроскопия в химической экспертизе» студенты должны иметь базовое среднее (полное) общее образование или среднее специальное. Требования к «входным» знаниям студентов предполагают освоение предшествующих дисциплин (математика –решение дифференциальных уранений, методы приближенного интегрирования, физика – закономерности взаимодействия электромагнитной радиации с веществом, неорганическая, аналитическая, органическая и физическая химия – строение молекул, межмолекулярные взаимодействия, количественный анализ), необходимых для успешного освоении данной дисциплины и направлены на формирование следующих знаний и умений.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В совокупности с дугими дисциплинами ФГОС ВПО дисциплина «Молекулярная спектроскопия в химической экспертизе» обеспечивает формирование следующих общекультурных и профессиональных компетенций бакалавра направления «Химия»:

- использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-6);

владеет основами теории фундаментальных разделов химии (прежде всего неорганической, аналитической, органической, физической, химии высокомолекулярных соединений, химии биологических объектов, химической технологии) (ПК-2);

способен применять основные законы химии при обсуждении полученных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных (ПК-3);

владеет навыками работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов (ПК-6);

владеет методами регистрации и обработки результатов химических экспериментов (ПК 8);

Студенты должны:

- знать теорию различных спектроскопических методов; их функциональные свойств и возможности их применения в анализе:

- уметь самостоятельно ставить задачу исследования различных объектов с целью определения состава, структуры, их идентификации и количественного определения.

- владеть современными спектроскопическими методами, использующимися в экспертизе.

Освоение данной дисциплины необходимо при выполнении квалификационных работ бакалаврами химии профиля «Химия окружающей среды, химическая экспертиза и экологическая безопасность».

4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц, 288 часов.

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)	Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Формы промежуточной аттестации (по семестрам)
1	Понятие оптического спектра. Природа электромагнитного излучения. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. Теоретические основы спектроскопии (постулаты Н. Бора). Стационарные состояния. Уровни энергии и переходы между ними.	7	1	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю
2	Квантовая теория поглощения и излучения. Электронная спектроскопия. Классификация электронных спектров. Критерии отнесения полос в электронных спектрах к различным типам переходов.	7	2	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю
3	Характеристичность электронных спектров поглощения. Влияние числа и относительного расположения хромофорных групп в молекуле на положение, интенсивность, число и структуру полос в спектрах.	7	3	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю
4	Правила отбора в электронной спектроскопии. Их физический смысл. Интеркомбинационный и альтернативный запрет.	7	4	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю
5	Основные законы светопоглощения. Отклонения от закона Бугера-Ламберта-Бера. Точность спектроскопических измерений. Кривая Шмидта.	7	5	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю
6	Влияние непоглощающих замещающих групп на характеристики хромофоров. Индуктивный и мезомерные эффекты. Стерические эффекты. Влияние водородных связей на положение полос в спектрах поглощения. Межмолекулярные взаимодействия (ММВ). Их проявление в спектрах поглощения.	7	6	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю
7	Применение электронной спектроскопии для целей качественного и количественного анализа. Идентификация веществ.	7	7	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю
8	Спектроскопия и физико-химические проблемы. Возможности электронной спектроскопии в исследованиях химических равновесий. Таутомерные равновесия. Кислотно-основные равновесия. Спектроскопическое определение констант ионизации Определение рН окрашенных растворов.	7	8	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю
9	Реакции комплексообразования. Состав комплексов. Комплексы с переносом заряда (КПЗ). Определение состава и констант устойчивости КПЗ. Метод Бенеши-Гильдебранда.	7	9	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю
10	Производная абсорбционная молекулярная спектроскопия. Использование производных спектров для идентификации, структурного анализа	7	10	2	4	8	14	Контрольная работа по электронной спектроскопии
11	Спектры люминесценции Фотолюминесценция (флуоресценция и фосфоресценция). Различные типы электронных переходов. Квантовый и энергетический выход. Механизм фотолюминесценции. Спектры фотолюминесценции в качественном и колическтвенном анализе	7	11	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю
12	Спектроскопия диффузного отражения. Возможности и ограничения. Колебательные и вращательные спектры. ИК-спектроскопия в неорганической химии. Спектроскопия НПВО.	7	12	2	4	8	14	Решение задач по применению ИК спектроскопии в идентификации органических веществ.
13	Спектроскопия комбинационного рассеяния (КР). Применение КР - спектроскопии в неорганической химии. Современные варианты рамановской спектроскопии.	7	13	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю
14	Явления ЭПР - и ЯМР-резонанса. Спектроскопия ЭПР. Сущность метода. Тонкая с сверхтонкая структура полос в спектрах ЭПР. Исследование веществ, имеющих свободные электроны методом ЭПР-спектроскопии.	7	14	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю.
15	Спектроскопия ЯМР. Магнитные ядра. Сущность метода. Понятие химического сдвига. Применение ЯМР - спектроскопии в неорганической химии.	7	15	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю
16	еСхема оптического спектрометра (монохроматора). Источники излучения. Монохроматизация излучения. Бездисперсионный способ (абсорбционные и интерференционные светофильтры). Дисперсионный способ (призменные монохроматоры и дифракционные решетки).	7	16	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю
17	Искусственный интеллект и идентификация соединений по их спектрам. Место и роль спектроскопии в химии.	7	17	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю
18	Безэталонные методы анализа. Идентификация и количественный анализ. Применение в химической экспертизе	7	18	2	4	8	14	Устный отчет преподавателю
Итого		7	18	36 Лек	72 Лаб	144 Сам	288 Всего	Экзамен

Понятие оптического спектра. Природа электромагнитного излучения. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. Основные характеристики излучения (длина волны, частота, волновое число).