РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Реклама
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
_______________________ /Волосникова Л.М./
__________ _____________ 2013 г.
ФИЗИКОХИМИЯ ПОВЕРХНОСТИ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 020100.68 «Химия»
Магистерская программа «Физико-химический анализ природных и
технических систем в макро- и наносостояниях»
Форма обучения очная
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор работы _____________________________/Нестерова Н.В./
«______»___________2013 г.
Рассмотрено на заседании кафедры неорганической и физической
химии «__» ____________ 2013 г. Протокол № ____
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем 17 стр.
Зав. кафедрой ______________________________/Андреев О.В. /
«______»___________ 2013 г.
Рассмотрено на заседании УМК ИФиХ «__» ____________ 2013 г. Протокол № ____
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК _________________________/Креков С.А./
«______»_____________2013 г.
«СОГЛАСОВАНО»:
И.о. директора ИБЦ_________________________/Ульянова Е.А./
«______»_____________2013 г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ_____________/Фарафонова И.Ю./
«______»_____________2013 г.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт физики и химии
Кафедра неорганической и физической химии
Нестерова Н.В.
ФИЗИКОХИМИЯ ПОВЕРХНОСТИ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 020100.68 «Химия»
Магистерская программа «Физико-химический анализ природных и
технических систем в макро- и наносостояниях»
Форма обучения очная
Тюменский государственный университет
2013
Нестерова Н.В. Физикохимия поверхности. Учебно-методический
комплекс. Рабочая программа для студентов направления 020100.68
«Химия», магистерская программа «Физико-химический анализ природных и
технических систем в макро- и наносостояниях». Форма обучения очная.
Тюмень, 2013, 17 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС
ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю
подготовки.
Рабочая программа дисциплины «Физикохимия поверхности»
опубликована на сайте ТюмГУ: http://www.utmn.ru. [электронный ресурс]/
Режим доступа: http://www.umk3.utmn.ru., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой неорганической и физической
химии. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского
государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой неорганической и
физической химии Андреев О.В.
© Тюменский государственный университет, 2013.
© Нестерова Н.В., 2013.
1. Пояснительная записка:
Рабочая
программа
дисциплины
«Физикохимия
поверхности»
составлена в соответствии с требованиями к результатам, условиям и
структуре
подготовки
Федерального
магистров
государственного
по
направлению
образовательного
020100
«Химия»
стандарта
высшего
профессионального образования.
1.1.
Цели и задачи дисциплины
Целями данной дисциплины являются: раскрытие физической и
химической сущности явлений, происходящих на границе раздела фаз, в
поверхностных и приповерхностных слоях твердых материалов; выявление
структурной обусловленности поверхностных свойств.
Задачи обучения:
 изучение общих закономерностей процессов, протекающих на
фазовых границах;
 получение наиболее полной картины поверхностных явлений;
 рассмотрение
методов
модифицирования
и
исследования
поверхности твердых тел.
1.2. Место дисциплины в структуре ООП.
Курс
«Физикохимия
поверхности»
является
составной
частью
профессионального цикла дисциплин магистерской программы «Физикохимический анализ природных и технических систем в макро- и
наносостояниях» и относится к профильной (вариативной) части дисциплин.
Обучение
дисциплине
«Физикохимия
поверхности»
предполагает
наличие у студентов знаний и умений, полученных при изучении курса
«Физическая химия».
1.3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование
следующих компетенций:
в научно-исследовательской деятельности:
наличием
представления
о
наиболее
актуальных
направлениях
исследований в современной теоретической и экспериментальной химии
(синтез
и
применение
веществ
в
наноструктурных
технологиях,
исследования в экстремальных условиях, химия жизненных процессов,
химия и экология и другие) (ПК-1);
владением теорией и навыками практической работы в избранной
области химии (в соответствии с темой магистерской диссертации) (ПК-3);
умением
анализировать
научную
литературу
с
целью
выбора
направления исследования по предлагаемой научным руководителем теме и
самостоятельно составлять план исследования (ПК-4);
способностью
анализировать
полученные
результаты,
делать
необходимые выводы и формулировать предложения (ПК-5);
наличием опыта профессионального участия в научных дискуссиях
(ПК-6);
умением представлять полученные в исследованиях результаты в виде
отчетов и научных публикаций (стендовые доклады, рефераты и статьи в
периодической научной печати) (ПК-7);
в организационно-управленческой деятельности:
способностью определять и анализировать проблемы, планировать
стратегию их решения (ПК-10).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать основные закономерности процессов, происходящих на различных
фазовых границах и основы методов исследования поверхности.
Уметь: ориентироваться в особенностях взаимодействующих фаз,
использовать особенности процессов, протекающих на границах фаз к
конкретным процессам.
Владеть современными представлениями о физикохимии поверхности.
2. Трудоемкость дисциплины.
Семестр 2. Контрольных работ 3. Форма промежуточной аттестации
зачет.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц 108 часов.
3. Тематический план.
3
4
5
6
7
1
2
-
-
-
-
1. Термодинамика поверхностных 2-3
явлений
4
-
-
6
2
контр.
раб. № 1
2. Смачивание, связь с когезией и 4-5
адгезией
4
-
-
8
2
контр.
раб. № 1
3. Адсорбционные равновесия
6-8
6
-
-
14
3
9
2
-
-
4
0,5
контр.
раб. № 2
конспект
5. Электроповерхностные явления 1011
6. Закономерности образования и 12роста новой фазы
14
4
-
-
10
2
6
-
-
12
2
7. Поверхности твердых тел
1518
8
-
-
18
4
реферат,
тест
Итого часов:
из них часов в интерактивной форме
36
-
-
72
зачет
7,5
-
-
8
15,5
Введение
4. Поверхностные
пленки
нерастворимых веществ
самостоятельная
работа
2
1
лабораторные
занятия
Тема
семинарские
(практические)
занятия
Формы
контроля
лекции
виды учебной работы и
самостоятельная
работа, в час.
недели семестра
№
из них в интерактивной
форме, в час.
Таблица 1.
8
контр.
раб. № 3
конспект
Таблица 2.
Планирование самостоятельной работы студентов
№
Темы
1
Термодинамика
поверхностных
явлений
2
Виды СРС
Неделя Объем
обязательные дополнитель- семестра часов
ные
Работа с
Подготовка к
2-3
8
вопросами для
самопроверки
контрольной
работе
Смачивание, связь с
когезией и адгезией
Работа с
вопросами для
самопроверки
Подготовка к
контрольной
работе
4-5
8
3
Адсорбционные
равновесия
Работа с
вопросами для
самопроверки
Подготовка к
контрольной
работе
6-8
14
4
Поверхностные пленки
нерастворимых
веществ
Работа с
вопросами для
самопроверки
9
4
5
Электроповерхностные
явления
Работа с
вопросами для
самопроверки
Проработка
учебного
материала по
научной
литературе
Подготовка к
контрольной
работе
10-11
10
6
Закономерности
образования и роста
новой фазы
Работа с
вопросами для
самопроверки
12-14
12
7
Поверхности твердых
тел
Работа с
вопросами для
самопроверки.
Написание
реферата
15-18
16
ИТОГО:
Проработка
учебного
материала по
научной
литературе
Проработка
учебного
материала по
учебной и
научной
литературе.
Подготовка к
итоговому
тесту
72
4.
Разделы
дисциплины
и
междисциплинарные
связи
с
обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№
п/п
1.
Наименование
обеспечиваемых
(последующих)
дисциплин
Подготовка
магистерской
диссертации
1
Темы дисциплины необходимых для изучения
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
2
3
4
5
6
7
+
5.
+
+
+
+
+
+
Содержание дисциплины.
Введение
Цели
и
задачи
курса.
Различные
типы
границы
фаз.
Их
характеристика. Энергетические характеристики фазовых границ.
ТЕМА 1. Термодинамика поверхностных явлений
Структура
поверхностей.
поверхностей
раздела.
Поверхностное натяжение и
Термодинамика
свободная
жидких
поверхностная
энергия. Связь поверхностного натяжения с объемными свойствами веществ.
Уравнение Гиббса для поверхности раздела фаз в однокомпонентных и
двухкомпонентных системах.
Измерения
поверхностного
натяжения
жидкости.
Методы,
основанные на определении формы неподвижных капель или пузырьков.
Метод взвешивания капель. Метод отрыва кольца. Метод пластинки
Вильгельми. Метод максимального давления в пузырьке. Динамические
методы измерения поверхностного натяжения.
ТЕМА 2. Смачивание, связь с когезией и адгезией
Смачивание. Закон Юнга. Уравнение Юнга-Лапласа. Смачивание
реальных твердых тел. Гидрофильность и гидрофобность твердых тел.
Теплота смачивания. Растекание жидкостей. Эффект Марангони.
Количественные характеристики когезии и адгезии. Уравнение Дюпре.
Механизм процессов адгезии. Связь работы адгезии с краевым углом.
Уравнение Дюпре-Юнга.
ТЕМА 3. Адсорбционные равновесия
Природа
уравнение
адсорбционных
Гиббса.
сил.
Фундаментальное
Адсорбционные
взаимодействия.
адсорбционное
Закон
Генри.
Мономолекулярная адсорбция. Изотерма адсорбции Ленгмюра. Теория
полимолекулярной адсорбции БЭТ. Влияние на адсорбцию природы
адсорбента и адсорбата. Физическая и химическая виды адсорбции.
Термодинамика адсорбции. Адсорбция газов и паров на пористых телах.
Адсорбция на неоднородных поверхностях. Адсорбция поверхностноактивных веществ из растворов на поверхности твердых тел. Ионообменная
адсорбция.
ТЕМА 4. Поверхностные пленки нерастворимых веществ
Мономолекулярные пленки. Состояния мономолекулярных пленок.
Термодинамика монослоев. Уравнение Шишковского. Растекание одной
жидкости по поверхности другой. Экспериментальные методы исследования
мономолекулярных пленок. Пленки Ленгмюра-Блоджетт.
ТЕМА 5. Электроповерхностные явления
Двойной электрический слой. Причины возникновения двойного
электрического слоя. Механизм образования двойного электрического слоя.
Строение двойного электрического слоя. Теория Гельмгольца. Теория ГуиЧапмена. Теория Штерна. Свободная энергия диффузного двойного слоя.
Современные
представления
о
строении
двойного
слоя.
Электрокапиллярность. Электрокапиллярная кривая. Емкость двойного
электрического слоя. Учет специфической адсорбции ионов в теории
двойного электрического слоя.
Электрокинетический
потенциал.
Электрокинетические
явления.
Электрофорез. Электроосмос. Потенциал течения. Потенциал седиментации.
Практическое применение электрокинетических явлений.
ТЕМА 6. Закономерности образования и роста новой фазы
Классическая теория зародышеобразования. Гомогенная нуклеация.
Критический зародыш. Радиус критического зародыша. Гетерогенная
нуклеация (конденсация на ионах, подложках). Эпитаксия. Механизмы
эпитаксиального
роста.
Типы
зародышеобразования:
мгновенное,
прогрессирующее. Стационарная кинетика нуклеации. Нестационарное
зародышеобразование.
Экспериментальные
исследования
процесса
зародышеобразования. Электрохимическое изучение возникновения и роста
новой фазы. Определение параметров зародышей и их количества.
Рост кристаллов. Механизм роста кристаллов. Стадии процесса
кристаллизации. Электролитический рост кристаллов.
ТЕМА 7. Поверхности твердых тел
Удельная поверхность твердых тел. Структура и химическая природа
твердой поверхности. Поверхностная подвижность твердых тел. Спекание.
Термодинамика кристаллов. Теоретические оценки поверхностной энергии и
свободной поверхностной энергии.
Факторы, влияющие на поверхностную энергию и поверхностное
натяжение
реальных
Нестехиометричность.
поверхности.
кристаллов.
Примесные
Экспериментальная
Структурные
ионы.
оценка
Дислокации.
дефекты.
Шероховатость
поверхностной
энергии
и
свободной поверхностной энергии.
Реакции на поверхностях твердых тел. Влияние химического состояния
поверхности на физические и химические свойства твердых тел.
Методы модифицирования поверхности: физическое (легирование,
ионная имплантация, нанесение тонких пленок и покрытий) и химическое
(изменение функционального покрова).
Химическое
модифицирование
поверхности.
Требования
к
модификаторам. Применение поверхностно-модифицированных материалов:
селективные сорбенты, катализаторы, ионообменники, сенсоры и т.д.
Методы определения структуры и состава поверхности. Дифракция
электронов.
Сканирующая
зондовая
микроскопия.
Рентгеновская
спектроскопия. Электронная спектроскопия. Оптическая и колебательная
спектроскопия. Методы радиоспектроскопии.
6.
Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов
Рабочей
программой
дисциплины
«Физикохимия
поверхности»
предусмотрена самостоятельная работа студентов в объеме 72 часов.
Студентам предлагаются следующие формы самостоятельной работы:
работа с вопросами для самопроверки; подготовка к написанию контрольных
работ, итоговому тестированию; зачету; составление конспектов отдельных
тем
с
привлечением
научной
литературы;
написание
рефератов
с
подготовкой презентации.
Вопросы для самопроверки и
подготовки к написанию контрольных работ
Тема 1
1. Дайте определения понятиям: поверхностное натяжение, свободная
поверхностная энергия, поверхностное давление.
2. Связь поверхностного натяжения с термодинамическими функциями.
3. Выведите
уравнение
Гиббса
для
поверхности
раздела
фаз
в
однокомпонентных и двухкомпонентных системах.
4. Охарактеризуйте структуру поверхностного слоя жидкости.
5. Как зависит величина поверхностного натяжения от температуры,
давления, кривизны поверхности?
6. Поверхностное натяжение растворов электролитов.
7. Влияние неидеальности раствора на поверхностное натяжение.
8. Дайте формулировку правила Траубе.
9. Дайте краткую характеристику методам измерения поверхностного
натяжения.
10. Сравните методы измерения поверхностного натяжения.
Тема 2
1. Дайте определения понятиям: смачивание, когезия, адгезия.
2. Выведите уравнение Дюпре. Что оно отражает?
3. В чем заключается механизм процессов адгезии?
4. Краевой угол смачивания. Как по краевому углу смачивания можно
судить о степени смачивания поверхности?
5. Закон Юнга.
6. Какой значение должен иметь краевой угол воды на поверхности
твердого тела, чтобы поверхность назвали гидрофобной?
7. Какие факторы оказывают влияние на смачивание?
8. Проанализируйте уравнение Дюпре-Юнга.
9. В чем заключаются особенности смачивания реальных твердых тел.
10.Интегральная и дифференциальная теплоты смачивания.
11.Условия растекания жидкостей.
12.В чем заключается эффект Марангони?
Тема 3
1. Назовите
основные
критерии,
которые
позволяют
установить
особенности и различия физической и химической адсорбции.
2. Приведите
вывод
уравнения
изотермы
Ленгмюра.
При
каких
допущениях оно применимо?
3. При каких условиях уравнение изотермы адсорбции Ленгмюра
переходит в уравнение Генри?
4. Что такое полимолекулярная адсорбция?
5. Какие допущения были использованы при выводе уравнения БЭТ?
6. В чем заключаются различия между адсорбцией на однородных
поверхностях и неоднородных?
7. Получите общее уравнение изотермы адсорбции из бинарных
растворов. Проанализируйте данное уравнение.
8. Какое явление называют адсорбционной азеотропией?
9. Как экспериментально определяют величину гиббсовской адсорбции?
10.Какие факторы оказывают влияние на величину адсорбции?
11.Ионообменная адсорбция.
Тема 4
1. Дайте определения понятиям: пленка, мономолекулярная пленка,
бислойная (дуплексная) пленка.
2. Что такое поверхностное давление? Как оно связано с поверхностным
натяжением?
3. Выведите термодинамическое соотношение для описания монослоев.
4. Что происходит с монослоем по мере его сжатия?
5. Способы формирования моно- и полислойных пленок на твердых
подложках по методу Ленгмюра-Блоджетт.
Тема 5
1. Причины возникновения ДЭС.
2. Охарактеризуйте развитие основных модельных представлений о
строении двойного электрического слоя.
3. В чем заключается современная теория строения ДЭС?
4. Можно ли экспериментальным путем доказать наличие ДЭС?
5. Какой потенциал называется потенциалом нулевого заряда?
6. Что характеризуют электрокапиллярные явления?
7. Какое влияние оказывает присутствие поверхностно-активных веществ
на вид электрокапиллярных кривых и строение ДЭС?
8. Интегральная и дифференциальная емкость ДЭС.
9. Как зависит емкость двойного электрического слоя от потенциала?
10.Влияет ли присутствие поверхностно-активных веществ на емкость
ДЭС?
11.В чем заключаются электрокинетические явления? Их классификация.
12.Электрокинетический потенциал. От каких факторов зависит величина
электрокинетического потенциала?
13. Сущность явления электроосмоса. Применение электроосмоса.
14.Электрофорез. Сущность, применение.
15.Причины, сущность и применение явлений: потенциал течения и
потенциал седиментации.
Тема 6
1. Дайте определение критическому зародышу и приведите формулу для
расчета радиуса критического зародыша.
2. В чем заключается классическая теория зародышеобразования?
3. Типы зародышеобразования: мгновенное, прогрессирующее.
4. Особенности гетерогенной нуклеации на примерах конденсации на
ионах и подложках.
5. Механизмы эпитаксиального роста.
6. Охарактеризуйте процессы нуклеации в электрохимических условиях.
7. Основные теории нестационарного зародышеобразования.
8. Электрохимическое изучение роста новой фазы.
9. Определение параметров зародышей и их количества.
10.Механизм роста кристаллов. Стадии процесса кристаллизации.
11.Есть ли отличия, и какие в росте идеального и реального кристаллов?
12.Электролитический рост кристаллов.
Тема 7
1. Поверхностное натяжение и поверхностная свободная энергия твердых
тел.
2. В чем заключаются процессы спекания?
3. Охарактеризуйте микроскопические аспекты поверхности твердых тел.
4. Перечислите факторы, влияющие на поверхностную энергию реальных
кристаллов.
5. Поясните, что представляют собой дефекты Шоттки и дефекты
Френкеля.
6. Охарактеризуйте типы дефектов в нестехиометрических решетках. Как
присутствие данных дефектов влияет на поверхностную энергию?
7. Что такое дислокации? В результате каких процессов возникают
дислокации?
8. Охарактеризуйте краевую и винтовую типы дислокаций.
9. Шероховатость поверхности. При каком уровне изменения геометрии
поверхности он применим?
10.Как определить фактор шероховатости поверхности?
11.Как влияет химическое состояние поверхности на физические и
химические свойства твердых тел?
12.В чем заключается модифицирование поверхности?
13.Какие требования предъявляются к модификаторам?
14.Приведите примеры применения поверхностно-модифицированных
материалов.
Темы рефератов
1. Электролитический рост кристаллов.
2. Методы физического модифицирования поверхности
3. Методы химического модифицирования поверхности
4. Технология Ленгмюра-Блоджетт, как метод получения нанопленок.
5. Дифракция электронов.
6. Сканирующая зондовая микроскопия.
7. Рентгеновская спектроскопия.
8. Электронная спектроскопия.
9. Оптическая и колебательная спектроскопия.
10.Методы радиоспектроскопии.
Вопросы для подготовки к зачету
1. Фазовая
граница.
Типы
фазовых
границ.
Их
энергетические
характеристики.
2. Поверхностное натяжение и удельная поверхностная энергия.
3. Термодинамика поверхностных явлений. Связь поверхностного
натяжения с термодинамическими функциями.
4. Методы измерения поверхностного натяжения.
5. Количественные характеристики когезии и адгезии. Механизм
процессов адгезии.
6. Капиллярные
явления,
смачивание.
Основные
выражения,
описывающие эти явления.
7. Теплота смачивания.
8. Растекание жидкостей. Эффект Марангони.
9. Природа адсорбционных сил. Адсорбционные взаимодействия.
10.Адсорбция газов и паров на твердых поверхностях. Изотермы
адсорбции.
11.Теория полимолекулярной адсорбции БЭТ.
12.Виды адсорбции: физическая и хемосорбция.
13.Адсорбция из растворов. Общее уравнение изотермы адсорбции из
растворов.
14.Факторы, влияющие на величину адсорбции.
15.Нерастворимые монослои на поверхности жидкости.
16.Пленки Ленгмюра-Блоджетт.
17.Двойной электрический слой. Причины возникновения и теории
строения ДЭС.
18.Влияние ДЭС на свойства границы твердое тело-раствор.
19.Электрокапиллярные явления.
20.Электрокинетические явления. Их практическое применение.
21.Метастабильное состояние и возникновение новой фазы.
22.Классическая теория зародышеобразования.
23.Гомогенная и гетерогенная нуклеация.
24.Процессы нуклеации в электрохимических условиях.
25.Эпитаксия. Механизмы эпитаксиального роста.
26.Механизм роста кристаллов. Электролитический рост кристаллов.
27.Удельная поверхность твердых тел. Структура и химическая природа
твердой поверхности.
28.Факторы, влияющие на поверхностную энергию и поверхностное
натяжение реальных кристаллов.
29.Методы модифицирования поверхности.
30.Методы определения структуры и состава поверхности.
7.
Образовательные технологии.
В соответствии с требованиями ФГОС при реализации различных
видов учебной работы в процессе изучения дисциплины «Физикохимия
поверхности» используются активные и интерактивные формы проведения
занятий.
Примерами
интерактивных
форм
при
обучении
являются:
презентации на основе современных мультимедийных средств; тестирование.
8.
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Основная литература:
1. Ролдугин, В. И. Физикохимия поверхности: учеб.-моногр. / В. И. Ролдугин.
- Долгопрудный: Интеллект, 2008. - 568 с.
2. Суздалев,
И.
П.
Нанотехнология:
физико-химия
нанокластеров,
наноструктур и наноматериалов / И. П.Суздалев. - Москва: URSS, 2009. 592 с.
Дополнительная литература:
1. Мелихов, И. В. Физико-химическая эволюция твердого вещества [Электронный ресурс] / И. В. Мелихов. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.
- 309 с. Режим доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=221272
(дата обращения 03.09.2013).
2. Беккер, Ю. Спектроскопия [Электронный ресурс] / Ю. Беккер. М.:
РИЦ
"Техносфера",
2009.
-
528
http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=88994
03.09.2013).
с.
Режим
(дата
доступа:
обращения
3. Слепушкин, В. В. Локальный электрохимический анализ [Электронный
ресурс] / В. В. Слепушкин, Ю. В. Рублинецкая. - М.: Физматлит, 2010. 309 с. Режим доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=68858
(дата обращения 03.09.2013).
4. Ярославцев, А. Б. Химия твердого тела / А. Б. Ярославцев. - Москва:
Научный мир, 2009. - 328 с.
9.
Технические средства и материально-техническое обеспечение
дисциплины
Проведение учебного процесса (лекций) обеспечено мультимедийным
проектором.
Приложение 1
КАРТА КОМПЕТЕНЦИЙ
по дисциплине «Физикохимия поверхности»
(направление 020100.68 — Химия)
Профессиональные
компетенции
в
научно-исследовательской
деятельности:
 ПК-1
Наличие представлений о наиболее актуальных направлениях
исследований в современной теоретической и экспериментальной химии
(синтез и применение веществ в наноструктурных технологиях,
исследования в экстремальных условиях, химия жизненных процессов,
химия и экология и другие).
В результате освоения дисциплины по данной компетенции обучающийся
должен:
Минимальный уровень:
Знать: основные закономерности физико-химических процессов на
межфазных границах и поверхности.
Уметь: применять теоретические знания из области физикохимии
поверхности к конкретным процессам.
Владеть: навыками работы с литературой.
Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню):
Знать: современные методы исследования и модифицирования
поверхности; их возможности, преимущества и недостатки.
Уметь: устанавливать соответствие между теоретическими и
экспериментальными данными.
Владеть: навыками выбора метода исследования применительно к
изучаемым объектам.
Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому
уровням):
Знать: актуальные проблемы физикохимии поверхности твердого тела.
Уметь: применять полученные знания при выполнении магистерской
диссертации.
Владеть: понятийно-терминологическим аппаратом, нацеленным на
выявление актуальных направлений исследований физической химии
поверхности.
Освоение данной компетенции осуществляется на следующих видах
занятий:
- лекции;
- индивидуальные консультации и консультации по дисциплине;
- самостоятельная работа.
Оценка сформированности компетенции по уровням осуществляется
оценочными средствами:
- контрольные работы;
- подготовка и защита реферата.
 ПК-3
Владение теорией и навыками практической работы в избранной
области химии (в соответствии с темой магистерской диссертации).
В результате освоения дисциплины по данной компетенции обучающийся
должен:
Минимальный уровень:
Знать: теоретические основы физикохимии поверхности и сущность
методов исследования поверхности и поверхностных явлений.
Уметь: критически анализировать научную литературу.
Владеть: основными методами работы с литературой.
Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню):
Знать: возможности и ограничения применяемых методов
исследования.
Уметь: выбрать метод исследования для решения конкретных
практических задач.
Владеть: способностью правильно планировать основные этапы работы
при решении конкретной задачи.
Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому
уровням):
Знать: порядок и правила работы на лабораторных/научных
установках, на которых проводят исследования в области физической химии
поверхности.
Уметь: теоретически обосновывать экспериментальные результаты и
проводить их критическую оценку.
Владеть: способностью применять полученные знания.
Освоение данной компетенции осуществляется на следующих видах
занятий:
- лекции;
- самостоятельная работа.
Оценка сформированности компетенции по уровням осуществляется
оценочными средствами:
- контрольные опросы на лекциях;
- контрольная работа.
 ПК-4
Умение анализировать научную литературу с целью выбора
направления исследования по предлагаемой научным руководителем
теме и самостоятельно составлять план исследования.
В результате освоения дисциплины по данной компетенции обучающийся
должен:
Минимальный уровень:
Знать: основные литературные источники в области физикохимии
поверхности.
Уметь: работать с научными электронными ресурсами: электронные
каталоги; научные on-line ресурсы (е-library, университетская библиотека online, базы данных Scopus, Web of science).
Владеть: начальными навыками анализа литературных данных по
конкретной тематике.
Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню):
Знать: современную литературу, посвященную актуальным проблемам
физикохимии поверхности.
Уметь: составлять план исследования по предложенной тематике.
Владеть: способностью к критическому анализу литературных данных.
Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому
уровням):
Знать: основные научные школы, занимающиеся исследованиями
сущности явлений, происходящих на границах раздела фаз, в поверхностных
и приповерхностных слоях материалов.
Уметь: корректировать план исследования при получении новых
литературных данных.
Владеть: навыками самостоятельного анализа иностранной научной
литературы по выбранной теме исследования.
Освоение данной компетенции осуществляется на следующих видах
занятий:
- самостоятельная работа;
- индивидуальные консультации.
Оценка сформированности компетенции по уровням осуществляется
оценочными средствами:
- составление конспектов отдельных тем с привлечением научной
литературы;
- контрольные опросы на лекциях;
-защита реферата.
 ПК-5
Способность анализировать полученные результаты,
необходимые выводы и формулировать предложения.
делать
В результате освоения дисциплины по данной компетенции обучающийся
должен:
Минимальный уровень:
Знать: основные принципы оформления результатов исследований и
научных статей.
Уметь: правильно распределять материалы исследования по разделам
публикации, презентации.
Владеть: компьютерными программами и методами для оформления
результатов исследований.
Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню):
Знать: какие результаты можно получить при проведении
исследований.
Уметь: формулировать основные выводы по результатам анализа.
Владеть: основными методами обработки результатов.
Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому
уровням):
Знать: общие критерии оценки научных работ по тематике
исследования.
Уметь: грамотно сопоставлять результаты различных методов анализа.
Владеть: устойчивыми навыками анализа полученных результатов и
способностью формулировать предложения по дальнейшему продолжению
работы.
Освоение данной компетенции осуществляется на следующих видах
занятий:
- лекции;
- индивидуальные консультации и консультации по дисциплине.
- подготовка реферата.
Оценка сформированности компетенции по уровням осуществляется
оценочными средствами:
- защита реферата.
 ПК-6
Наличие опыта профессионального участия в научных дискуссиях.
В результате освоения дисциплины по данной компетенции обучающийся
должен:
Минимальный уровень:
Знать: основные понятия в области физикохимии поверхности.
Уметь: логично и последовательно излагать свою точку зрения на
проблемы в области исследования поверхностных явлений.
Владеть: начальными навыками применения профессионального
химического языка в научных дискуссиях.
Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню):
Знать: Методологию и значимость исследований сущности явлений,
происходящих на межфазных границах и поверхности.
Уметь: формулировать основные положения исследования.
Владеть: навыками публичного выступления и участия в научной
дискуссии.
Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому
уровням):
Знать: особенности научного стиля; правила ведения научной
дискуссии.
Уметь: аргументировано доказать свою точку зрения с использованием
физико-химических терминов и понятий.
Владеть: устойчивыми навыками профессионального химического
языка.
Освоение данной компетенции осуществляется на следующих видах
занятий:
- лекции;
- индивидуальные консультации и консультации по дисциплине;
- самостоятельная работа;
Оценка сформированности компетенций по уровням осуществляется
оценочными средствами:
- контрольные опросы на лекциях;
- защита реферата;
- участие в дискуссиях, вопросы к докладчикам.
 ПК-7
Умение представлять полученные в исследованиях результаты в
виде отчетов и научных публикаций (стендовые доклады, рефераты и
статьи в периодической научной печати).
В результате освоения дисциплины по данной компетенции обучающийся
должен:
Минимальный уровень:
Знать: основные требования к научному обзору; порядок подготовки
рефератов, научных докладов.
Уметь: выделять главные результаты исследовательской работы.
Владеть: навыками оформления научных обзоров, рефератов, тезисов
докладов.
Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню):
Знать: основные конференции по тематике исследований и требования
к тезисам конференций.
Уметь: формулировать актуальность, цель, задачи исследования,
выводы по проделанной работе.
Владеть: навыками самостоятельной подготовки научных обзоров,
тезисов, докладов.
Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому
уровням):
Знать: основные отечественные и зарубежные журналы, в которых
публикуются статьи, посвященные тематике исследования. Правила
представления результатов исследования при публикации в данных
журналах.
Уметь: использовать полученные знания при выступлении с докладом
и с использованием профессионального химического языка грамотно
отвечать на вопросы.
Владеть: навыками правильного оформления научных статей для их
публикации в отечественных и зарубежных журналах.
Освоение данной компетенции осуществляется на следующих видах
занятий:
- самостоятельная работа;
- индивидуальные консультации и консультации по дисциплине;
- подготовка научных обзоров по отдельным темам дисциплины;
- подготовка реферата.
Оценка сформированности компетенций по уровням осуществляется
оценочными средствами:
- оформление научных обзоров;
- защита реферата.
Профессиональные компетенции в организационноуправленческой деятельности:
 ПК-10
Способность определять и анализировать проблемы, планировать
стратегию их решения.
В результате освоения дисциплины по данной компетенции обучающийся
должен:
Минимальный уровень:
Знать: основные источники современной информации по проблеме.
Уметь: выделять из общего объема информации наиболее значимую.
Владеть: методами поиска информации.
Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню):
Знать: теоретические основы и методы анализа в
исследований.
Уметь: выделять приоритетные задачи исследования.
Владеть: навыками работы в коллективе.
области
Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому
уровням):
Знать: способы анализа проблемной ситуации и методы, с помощью
которых она может быть решена.
Уметь: самостоятельно составлять план решения проблемы.
Владеть: организационными и профессиональными навыками при
коллективном планировании решения проблемы.
Освоение данной компетенции осуществляется на следующих видах
занятий:
- лекции;
- подготовка реферата.
Оценка сформированности компетенций по уровням осуществляется
оценочными средствами:
- защита реферата.
Подготовлено:
к.х.н., доцент
___________________________ Нестерова Н.В.
Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры
неорганической и физической химии
(протокол № ___ от __ _______ 2013 г.) _______________ Андреев О.В.
Дополнения и изменения к рабочей программе на 2014/ 2015 учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
пересмотрена рекомендуемая литература
Основная:
1. Илюшин, В.А. Физикохимия наноструктурированных материалов: учебное пособие
[Электронный ресурс] / В.А. Илюшин. - Новосибирск: НГТУ, 2013. - 107 с. Режим
доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=229009 (дата обращения 27.08.2014)
2. Суздалев, И. П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и
наноматериалов / И. П.Суздалев. - Москва: URSS, 2009. - 592 с.
Дополнительная:
1. Ролдугин, В. И. Физикохимия поверхности: учеб.-моногр. / В. И. Ролдугин. Долгопрудный:
Интеллект,
2008.
568
с.
2. Мелихов, И. В. Физико-химическая эволюция твердого вещества [Электронный
ресурс] / И. В. Мелихов. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.-309 с. Режим
доступа:
http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=221272
(дата
обращения
27.08.2014).
3. Русанов, А.И. Лекции по термодинамике поверхности [Электронный ресурс] / А. И.
Русанов. - СПб: Издательство «Лань», 2013. - 240 с. Режим доступа:
http://e.lanbook.com/view/book/6602/
(дата
обращения
27.08.2014).
4. Беккер, Ю. Спектроскопия [Электронный ресурс] / Ю. Беккер. - М.: РИЦ
"Техносфера",
2009.
528
с.
Режим
доступа:
http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=88994
(дата
обращения
27.08.2014).
5. Слепушкин, В. В. Локальный электрохимический анализ [Электронный ресурс] / В. В.
Слепушкин, Ю. В. Рублинецкая. - М.: Физматлит, 2010. - 309 с. Режим доступа:
http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=68858 (дата обращения 27.08.2014).
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры неорганической и
физической химии протокол № 1 от «26» августа 2014 г.
Заведующий кафедрой ___________________/Андреев О.В./
Скачать