МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА г. СЕМЕЙ | ||
Документ СМК 3 уровня | УМКД | УМКД 042-18-10.1.123/02-2013 |
УМКД программа дисциплины «Физические методы исследования» для студентов | Редакция № 1 от 18.09. 2013г |
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
«Физические методы исследования»
для специальности 5В060600 – «Химия»
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ
СЕМЕЙ
2013
Предисловие
1 РАЗРАБОТАНО
Составитель __________ « 26 » _08_ 2013г.
Старший преподаватель кафедры химии
2 ОБСУЖДЕНО
2.1 На заседании кафедры химии
Протокол от « 28 » 08 2013г., №_1__
Заведующий кафедрой
2.2 На заседании учебно-методического бюро инженерно-технологического факультета
Протокол от « 12 » 09 2013г., №_1____
Председатель
3 УТВЕРЖДЕНО
Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического совета университета
Протокол от «18 » 09 2013г., №_1__
Председатель УМС
4 ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ
Содержание
1 | Общие положения | 4 |
2 | Содержание дисциплины и распределение часов по видам занятий | 5 |
3 | Методические рекомендации по изучению дисциплины | 7 |
4 | Формат курса | 7 |
5 | Политика курса | 7 |
6 | Политика выставления оценок | 7 |
7 | Литература | 10 |
1 Общие положения
1.1 Общие сведения о преподавателе и дисциплине
, старший преподаватель
Кафедра «Химия»
Контактная информация: 35-05-90, учебный корпус №9,
Место проведения занятий – аудитория № 000
Количество кредитов – 3
Краткое описание дисциплины
В настоящее время новые технологии основаны на использовании таких физических явлений, как плазма, разряд, лазерное облучение, обработка поверхностей потоками различных частиц и т. п. Развитие новых методов анализа с использованием лазерной техники, инициирование и стимулирование химических процессов требуют изучения механизмов химических реакций на уровне элементарных актов как в газовой, так и в конденсированных фазах и на границах раздела фаз.
1.3 Цель изучения дисциплины:
Целью изучения «Физические методы исследования» являются усвоение студентами основ и приобретение навыков работы с наиболее широко применяемыми в настоящее время в химии физическими методами исследования.
1.4 Основная задача изучения дисциплины:
Задачами преподавания курса «Физические методы исследования» являются ознакомление студентами основ и глубокое понимание взаимосвязи основных физических и химических процессов, умение проводить исследования с помощью инструментальных методов исследования.
1.5 Результаты обучения:
В результате изучения дисциплины студент должен:
• Изучить теоретические основы курса «Физические методы исследования» согласно стандарта специальности.
• Иметь общие сведения об общих характеристиках физических методов исследования, оптической спектроскопии, магниторезонансных методов, методов масс-спектрометрии и газовой хроматографии,
• Знать теории перечисленных процессов, их возможности, ограничения и области применения.
• Уметь выбрать адекватные физические явления для решения конкретной экспериментальной задачи, расшифровать простейшие спектры, выбрать оптимальные условия проведения эксперимента.
1.6 Пререквизиты курса:
1.6.1 Физика
1.6.2 Математика
1.6.3 Неорганическая химия
1.6.4 Аналитическая химия
1.6.5 Органическая химия
1.6.6 Квантовая химия
1.6.7 Строение вещества
1.7 Постреквизиты курса:
1.7.1 Анализ природных объектов
1.7.2 Фотометрия в аналитической химии
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ВИДАМ ЗАНЯТИЙ
Таблица 1
№ п/п | Название темы | Часы | Литература | ||||
ЛК | ЛБ | СПЗ | СРСП | СРС | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
1 | Общие характеристики физических методов и исследования | 2 | 1 | 2 | 4 | 7.1.1, 7.1.3, 7.1.10 | |
2 | Модуль 1. Оптическая спектроскопия. Эммисионная спектроскопия | 3 | 3 | 2 | 5 | 7.1.1, 7.1.3, 7.1.10 | |
3 | Вращательные спектры комбинационного рассеяния. | 3 | 2 | 2 | 5 | 7.1.2, 7.1.5 | |
4 | Молекулярная спектроскопия. | 3 | 3 | 2 | 5 | 7.1.2, 7.2.2 | |
5 | Методы колебательной спектроскопии. ИК спектры и комбинационное рассеяние света | 3 | 2 | 5 | 7.1.2, 7.1.5 | ||
6 | Методы электронной спектроскопии. УФ-спектроскопии | 2 | 2 | 5 | 7.1.1, 7.1.3, 7.1.10 | ||
7 | Методы электронной спектроскопии. УФ-спектроскопии | 2 | 2 | 5 | |||
8 | Модуль 2. Магниторезонансные методы. Метод ЭПР. | 3 | 1 | 5 | 7.2.4., 7.2.5. | ||
9 | Метод ЯМР. | 3 | 1 | 5 | |||
10 | Модуль 3. Газовая хроматография. Метод газовой хроматографии | 2 | 2 | 1 | 5 | 7.1.1, 7.1.3, 7.1.10 | |
11 | Аппаратурное оформление метода газовой хроматографии. | 2 | 3 | 2 | 6 | 7.1.1, 7.1.3, 7.1.10 | |
12 | Модуль 4. Метод масс-спектрометрии | 2 | 1,5 | 6 | 7.1.2, 7.1.5 | ||
13 | Применение масс-спектрометрии для идентификации веществ | 2 | 1 | 2 | 6,5 | 7.1.2, 7.2.2 | |
Итого | 30 | 15 | 22,5 | 67,5 |
3 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
Изучение курса включает 5 взаимосвязанные формы: лекции, лабораторные работы, практические занятия, СРСП и СРС. Наиболее важной является лекция, на которой рассматриваются важные и особо сложные вопросы дисциплины. Лабораторный практикум предполагает освоение методик изучения свойств органических соединений. СРСП и СРС являются повседневной и обязательной подготовкой, выполняются по конкретным заданиям и находятся под постоянным контролем преподавателя. Самостоятельная работа вне аудитории предполагает работу с учебной литературой, выполнение домашних заданий, подготовку к текущим лабораторным занятиям.
4 ФОРМАТ КУРСА
По данной дисциплине предполагается проведение 50-минутных лекций – 2 раза в неделю, 100-минутных лабораторных занятий – 1 раз в неделю, СРСП – 1 раз в неделю.
5 ПОЛИТИКА КУРСА
Посещение: Посещение лекций, лабораторных и практических занятий и СРСП строго обязательно. Если по какой-либо причине, вы не можете посещать занятия, будете нести ответственность за весь неусвоенный материал. Отработки пропущенных занятий учебным планом не предусмотрены, поэтому студент должен по пропущенной теме решить 5 задач по заданию преподавателя.
Поведение: Систематическое нарушение дисциплины во время занятий будет наказываться удалением из аудитории и соответственно снижением рейтинговой оценки за пропуск занятия
Лабораторные занятия: На лабораторные занятия студент допускается при наличии конспекта лабораторной работы, знание хода выполнения работы, знания теоретического обоснования работы. Лабораторные работы, обработка результатов эксперимента студентом выполняются самостоятельно, использование готовых результатов исключено. В лаборатории студент обязан быть в халате и соблюдать требования техники безопасности.
Рубежная аттестация: Итоги рубежной аттестации проставляются с учетом посещаемости, выполнение самостоятельных работ студента, в установленные сроки, ответов на занятиях в устной или письменной форме, результатов тестирования и самого рубежного контроля.
Экзамен: Заключительный экзамен будет проводиться для всех студентов допущенных к нему на основе устного экзамена или компьютерной тестовой системы. Каждый экзаменационный тест включает 5 ответов, один из ответов правильный. Тесты составлены по всем разделам пройденного курса.
6 ПОЛИТИКА ВЫСТАВЛЕНИЯ ОЦЕНОК
Распределение баллов по неделям и видам контроля представлено в таблице
Распределение баллов по дисциплине «Физические методы исследования»
Таблица 2
Неделя | Вид контроля | Всего баллов | Примечание |
1 | 2 | 3 | 4 |
1 | Посещение и подготовка к лекционным занятиям с 1 по 8 неделю | 30 | |
2 | Подготовка к лабораторной работе Фотоколориметрический анализ окрашенных веществ по собственному поглощению. | 17 | на лабораторной работе |
2 | Написание и защита реферата по теме: Физические свойства атомов и молекул. Методы определения физических свойств. Физическая теория метода.. | 5 | на занятии СРСП |
2 | Решение задач по теие гомолитические реакции. | 25 | |
3 | выполнение лабораторной работы – Фотоколориметрический анализ окрашенных веществ по собственному поглощению. | 17 | на лабораторной работе |
3 | Написание и защита реферата по теме: Поглощение, испускание, рассеяние. Спектроскопические и дифракционные методы. | 5 | на занятии СРСП |
4 | Отчет по лабораторной работе: Фотоколориметрический анализ окрашенных веществ по собственному поглощению | 17 | на лабораторной работе |
4 | Решение задач по 1 модулю | 25 | На лабораторной СРС |
4 | Написание и защита реферата по теме: Зависимость результатов одних методов от наличия данных других методов. | 5 | на занятии СРСП |
5 | Подготовка к лабораторной работе: Спектрофотометрическое определение перманганат-иона | 17 | на лабораторной работе |
5 | Написание и защита реферата по теме: Интеграция методов. | 5 | на занятии СРСП |
6 | Выполнение лабораторной работы: Спектрофотометрическое определение перманганат-иона | 18 | на лабораторной работе |
6 | Написание и защита реферата по теме: Определение геометрических параметров неполярных молекул | 5 | на занятии СРСП |
6 | Решение задач: расчет основных фотохимических параметров. | 25 | На лабораторной работе (СРС) |
7 | Отчет по лабораторной работе: Спектрофотометрическое определение перманганат-иона | 19 | на лабораторной работе |
7 | Написание и защита реферата по теме: Частоты и формы нормальных колебаний молекул. Учет симметрии молекулы. | 5 | на занятии СРСП |
7 | Рубежный контроль – тестирование по 1 и 2 модулю | 60 | На лаб. занятии |
Итого баллов по результатам обучения с 1 по 7 неделю | 300 | ||
8 | Посещение и подготовка к лекционным занятиям с 8 по 15 неделю | 30 | |
8 | Подготовка, выполнение лабораторной работы: Турбидиметрическое определение сульфатов | 13 | на лабораторной работе |
8 | Написание и защита реферата по теме: Анализ нормальных колебаний молекулы по экспериментальным данным. Сопоставление ИК-и КР-спектров и выводы о симметрии. | 4 | на занятии СРСП |
9 | Отчет по лабораторной работе: Турбидиметрическое определение сульфатов. | 13 | на лабораторной работе |
9 | Написание и защита реферата по теме: Расчет нормальной скорости распространения пламени. Выводы из формулы для скорости распространения пламени. Вывод о симметрии молекул | 4 | на занятии СРСП |
10 | Выполнение лабораторной работы: Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва капель | 13 | на лабораторной работе |
10 | Написание и защита реферата по теме: Применение электронных спектров поглощения в качественном структурном и количественном анализах | 4 | на занятии СРСП |
10 | Решение задач по 3 модулю | 25 | На лабораторной работе (СРС) |
11 | Потчет по лабораторной работе: Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва капель | 13 | на лабораторной работе |
11 | Написание и защита реферата по теме:. g-фактор и его значение. Анизотропия g-фактора. Спин-орбитальная связь. | 4 | на занятии СРСП |
12 | Подготовка к лабораторной работе: Определение хлорида калия с применением ионного обмена | 13 | на лабораторной работе |
12 | Написание и защита реферата по теме: Сверхтонкое расщепление сигнала ЭПР при взаимодействии электрона с одним или несколькими ядрами | 4 | на занятии СРСП |
13 | Выполнение лабораторной работы: Определение хлорида калия с применением ионного обмена | 13 | на лабораторной работе |
13 | Написание и защита реферата по теме Спин-спиновое взаимодействие ядер, его природа, число компонентов мультиплетов, распределение интенсивности, правило сумм. | 4 | на занятии СРСП |
13 | Решение задач по пройденным темам | 25 | На лабораторной работе (СРС) |
14 | Отчет по лабораторной работе: Определение хлорида калия с применением ионного обмена | 14 | на лабораторной работе |
14 | Написание и защита реферата по теме Теория эквивалентных теоретических тарелок. Диффузионно-массообменная теория | 3 | на занятии СРСП |
14 | Рубежный контроль – тестирование по модулям 3 и 4 | 60 | На лаб. занятии |
15 | Отчет по лабораторным работе. Итоговое занятие. | 13 | на лабораторной работе |
15 | СРСП: Ионный ток и сечение ионизации. Зависимость сечения ионизации от энергии ионизирующих электронов. | 3 | на занятии СРСП |
15 | СРС: Основные свойства твердых материалов | 25 | На лабораторной работе (СРС) |
Итого баллов по результатам обучения с 9 по 15 недели | 300 | ||
Итого баллов за экзамен | 400 | ||
Итого баллов за академический период | 1000 |
7 ЛИТЕРАТУРА
7.1 Основная литература
7.1.1 Курс физической химии. М.:Химия,1975.725с..
7.1.2 , , . Химия высоких энергий. М.:Химия, 1988. 368с.
7.1.3 Физическая химия М.: Высшая школа, 1999. -496с..
7.1.4 , Химия твердого тела. Уч. пос. / ГОУ ВПО
Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Иваново, 2006.– 216 с. ISBN 5-9616-0126-9
7.1.5 Р. Уэйн. Основы и применения фотохимии. Изд.:Мир, 1991-304с.
7.1.6 Н. Турро. Молекулярная фотохимия. Перевод с английского и канд. хим. наук . Изд. М.: «МИР», 1967-329 с.
7.1.7 Практические работы по физической химии./Под ред. , Л.:Химия,1982.-400с.
7.1.8 Практикум по физической химии. Изд. 3-е /под ред. М.:Высшая школа,1974.-496с.
7.1.9 Физика и химия твердого тела. 1 том. М.: Металлургия, 1995- 480 с.
7.1.10 , Курс химической кинетики. 4-е изд. –М.1984.-463с.
7.2 Дополнительная литература
7.2.1 , Экспериментальные методы химической кинетики. Фотохимия. Учебное пособие. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 2004. – 125 с.7.2.2 Практические работы по курсу “Основы радиохимии и радиоэкологии”. Под ред. , М.: Химический факультет МГУ им. , 2006.
7.2.3 Химическая физика твердого тела. М.:Химия, 2005.-725с.
7.2.4. теоретические основы горения и взрыва– г. Темиртау: КГИУ, 2007 г. – 89 стр.(тема 4с. 52-58).
7.2.5 , Горение и взрывы. Опасность и анализ
последствий: Учебное пособие. Томск: Издательство Томского государст-
венного педагогического университета, 2008. – 156 с.(глава 2 с.18-32)
