МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени ШАКАРИМА г. СЕМЕЙ
Документ СМК 3 уровня
УМКД
УМКД 042-18УМКД
10.1.123/02-2013
программа
дисциплины
Редакция № 1
«Физические
методы
от 18.09.
исследования»
2013г
для студентов
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
«Физические методы исследования»
для специальности 5В060600 – «Химия»
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ
СЕМЕЙ
2013
УМКД 042-18-10.1.123/02-2013
Редакция №1от18.09._2013г.
Страница 2 из 11
Предисловие
1 РАЗРАБОТАНО
Составитель __________ « 26 » _08_ 2013г. Калияскарова Б.А.
Старший преподаватель кафедры химии
2 ОБСУЖДЕНО
2.1 На заседании кафедры химии
Протокол от « 28 »
08 2013г., №_1__
Заведующий кафедрой
Б.Х.Мусабаева
2.2 На заседании учебно-методического бюро инженерно-технологического
факультета
Протокол от « 12 » 09
2013г., №_1____
Председатель
С. С. Толеубекова
3 УТВЕРЖДЕНО
Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического
совета университета
Протокол от «18 » 09 2013г., №_1__
Председатель УМС
4 ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ
Г.К. Искакова
УМКД 042-18-10.1.123/02-2013
Редакция №1от18.09._2013г.
Страница 3 из 11
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
УМКД 042-18-10.1.123/02-2013
Редакция №1от18.09._2013г.
Страница 4 из 11
1 Общие положения
1.1 Общие сведения о преподавателе и дисциплине
Калияскарова Бибигуль Аниевна, старший преподаватель
Кафедра «Химия»
Контактная информация: 35-05-90, учебный корпус №9, кабинет № 418
Место проведения занятий – аудитория № 420
Количество кредитов – 3
1.2
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
УМКД 042-18-10.1.123/02-2013
Редакция №1от18.09._2013г.
Страница 5 из 11
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
2 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО
ВИДАМ ЗАНЯТИЙ
Таблица 1
№
Название темы
Часы
Литература
п/п
ЛК ЛБ СПЗ СРСП СРС
1
2
3
4
5
6
7
8
Общие
характеристики
физических
методов
и
исследования
Модуль 1. Оптическая
спектроскопия. Эммисионная
спектроскопия
Вращательные
спектры
комбинационного рассеяния.
Молекулярная спектроскопия.
2
1
2
3
3
2
5
7.1.1, 7.1.3,
7.1.10
3
2
2
5
7.1.2, 7.1.5
3
3
2
5
7.1.2, 7.2.2
Методы
колебательной
спектроскопии. ИК спектры и
комбинационное
рассеяние
света
Методы
электронной
спектроскопии.
УФспектроскопии
Методы
электронной
спектроскопии.
УФспектроскопии
Модуль 2.
Магниторезонансные методы.
Метод ЭПР.
3
2
5
7.1.2, 7.1.5
2
2
5
7.1.1, 7.1.3,
7.1.10
2
2
5
3
1
5
9
Метод ЯМР.
3
1
5
10
Модуль 3. Газовая
хроматография.
2
1
5
1
2
3
4
5
6
7
8
2
4
7.1.1, 7.1.3,
7.1.10
7.2.4., 7.2.5.
7.1.1, 7.1.3,
7.1.10
УМКД 042-18-10.1.123/02-2013
11
12
13
Редакция №1от18.09._2013г.
Метод газовой хроматографии
Аппаратурное
оформление
метода
газовой
хроматографии.
Модуль 4.
Метод масс-спектрометрии
Применение
массспектрометрии
для
идентификации веществ
Итого
2
3
2
Страница 6 из 11
2
6
7.1.1, 7.1.3,
7.1.10
1,5
6
7.1.2, 7.1.5
7.1.2, 7.2.2
2
1
2
6,5
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
УМКД 042-18-10.1.123/02-2013
Редакция №1от18.09._2013г.
Страница 7 из 11
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»
Неделя
1
1
2
2
2
3
3
Вид контроля
Всего
баллов
2
3
Посещение и подготовка к лекционным
30
занятиям с 1 по 8 неделю
Подготовка к
лабораторной работе
17
Фотоколориметрический
анализ
окрашенных веществ
по собственному поглощению.
Написание и защита реферата по теме:
5
Физические свойства атомов и молекул.
Методы определения физических свойств.
Физическая теория метода..
Решение задач по теие гомолитические
25
реакции.
выполнение лабораторной работы –
17
Фотоколориметрический
анализ
окрашенных веществ
по собственному поглощению.
Написание и защита реферата по теме:
5
Поглощение, испускание, рассеяние.
Спектроскопические и дифракционные
методы.
Таблица 2
Примечание
4
на
лабораторной
работе
на
занятии
СРСП
на
лабораторной
работе
на
занятии
СРСП
УМКД 042-18-10.1.123/02-2013
4
4
Редакция №1от18.09._2013г.
Отчет
по
лабораторной
Фотоколориметрический
окрашенных веществ
по собственному поглощению
Решение задач по 1 модулю
работе:
анализ
Страница 8 из 11
17
на
лабораторной
работе
25
На
лабораторной
СРС
на
занятии
СРСП
4
Написание и защита реферата по теме:
Зависимость результатов одних методов от
наличия данных других методов.
5
5
Подготовка к лабораторной работе:
Спектрофотометрическое
определение
перманганат-иона
Написание и защита реферата по теме:
Интеграция методов.
Выполнение
лабораторной
работы:
Спектрофотометрическое
определение
перманганат-иона
Написание и защита реферата по теме:
Определение геометрических параметров
неполярных молекул
Решение задач: расчет
основных
фотохимических параметров.
17
Отчет
по
лабораторной
работе:
Спектрофотометрическое
определение
перманганат-иона
7
Написание и защита реферата по теме:
Частоты и формы нормальных колебаний
молекул. Учет симметрии молекулы.
7
Рубежный контроль – тестирование по 1 и
2 модулю
Итого баллов по результатам обучения с 1 по 7
неделю
8
Посещение и подготовка к лекционным
занятиям с 8 по 15 неделю
8
Подготовка, выполнение лабораторной
работы: Турбидиметрическое определение
сульфатов
8
Написание и защита реферата по теме:
19
5
6
6
6
7
5
18
5
25
5
60
на
лабораторной
работе
на
занятии
СРСП
на
лабораторной
работе
на
занятии
СРСП
На
лабораторной
работе (СРС)
на
лабораторной
работе
на
занятии
СРСП
На
лаб.
занятии
300
30
13
4
на
лабораторной
работе
на
занятии
УМКД 042-18-10.1.123/02-2013
9
9
10
10
10
Редакция №1от18.09._2013г.
Анализ нормальных колебаний молекулы
по экспериментальным данным.
Сопоставление ИК-и КР-спектров и
выводы о симметрии .
Отчет
по
лабораторной
работе:
Турбидиметрическое
определение
сульфатов.
Написание и защита реферата по теме:
Расчет
нормальной
скорости
распространения пламени. Выводы из
формулы для скорости распространения
пламени. Вывод о симметрии молекул
Выполнение лабораторной работы:
Определение коэффициента
поверхностного натяжения жидкости
методом отрыва капель
Написание и защита реферата по теме:
Применение
электронных спектров
поглощения в качественном структурном и
количественном анализах
Решение задач по 3 модулю
Страница 9 из 11
СРСП
13
4
на
лабораторной
работе
на
занятии
СРСП
13
на
лабораторной
работе
4
на
занятии
СРСП
25
На
лабораторной
работе (СРС)
на
лабораторной
работе
11
Потчет по лабораторной работе:
Определение коэффициента
поверхностного натяжения жидкости
методом отрыва капель
13
11
Написание и защита реферата по теме:. gфактор и его значение. Анизотропия gфактора. Спин-орбитальная связь.
Подготовка к
лабораторной работе:
Определение хлорида калия с применением
ионного обмена
Написание и защита реферата по теме:
Сверхтонкое расщепление сигнала ЭПР
при взаимодействии электрона с одним или
несколькими ядрами
Выполнение
лабораторной работы:
Определение хлорида калия с применением
ионного обмена
4
на
занятии
СРСП
13
на
лабораторной
работе
на
занятии
СРСП
12
12
13
4
13
на
лабораторной
работе
УМКД 042-18-10.1.123/02-2013
Редакция №1от18.09._2013г.
Страница 10 из 11
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
14
Отчет
по
лабораторной
работе:
Определение хлорида калия с применением
ионного обмена
Написание и защита реферата по теме
Теория
эквивалентных
теоретических
тарелок.
Диффузионно-массообменная
теория
Рубежный контроль – тестирование по
модулям 3 и 4
Отчет по лабораторным работе. Итоговое
занятие.
14
На
лабораторной
работе (СРС)
на
лабораторной
работе
на
занятии
СРСП
15
СРСП: Ионный ток и сечение ионизации.
Зависимость сечения ионизации от
энергии ионизирующих электронов.
3
15
СРС:
Основные
материалов
твердых
25
Итого баллов по результатам обучения с 9 по 15
недели
Итого баллов за экзамен
Итого баллов за академический период
300
14
14
15
свойства
3
60
13
На
лаб.
занятии
на
лабораторной
работе
на
занятии
СРСП
На
лабораторной
работе (СРС)
400
1000
7 ЛИТЕРАТУРА
7.1 Основная литература
7.1.1 Киреев В.А. Курс физической химии. М.:Химия,1975.725с..
7.1.2 Бугаенко Л.Т., М.Г. Кузмин, Л.С. Полак. Химия высоких энергий.
М.:Химия, 1988. 368с.
7.1.3 Стромберг А.Г. Физическая химия М.: Высшая школа, 1999. -496с..
7.1.4 Ильин А.П., Гордина Н.Е. 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.
УМКД 042-18-10.1.123/02-2013
Редакция №1от18.09._2013г.
Страница 11 из 11
7.1.6 Н. Турро. Молекулярная фотохимия. Перевод с английского В. А.
Белякова и канд. хим. наук А. Л. Бучаченко. Изд. М.: «МИР», 1967-329 с.
7.1.7 Практические работы по физической химии./Под ред.Мищенко К.П.,
Л.:Химия,1982.-400с.
7.1.8 Практикум по физической химии. Изд. 3-е /под ред. Горбачева С.В.
М.:Высшая школа,1974.-496с.
7.1.9 Фистуль В.И. Физика и химия твердого тела. 1 том. М.: Металлургия,
1995- 480 с.
7.1.10 Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики. 4-е изд. –
М.1984.-463с.
7.2 Дополнительная литература
7.2.1 Мельников М. Я., Иванов В.Л. 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.И. Афанасова, М.: Химический факультет МГУ
им. М.В. Ломоносова, 2006.
7.2.3 Бутягин П.Ю. Химическая физика твердого тела. М.:Химия, 2005.-725с.
7.2.4. В.И. Говоров
В.М. Плотников Е.В. Каратай теоретические
основы горения и взрыва– г.Темиртау: КГИУ, 2007 г. – 89 стр.(тема 4с. 5258).
7.2.5 Архипов В.А., Синогина Е.С. Горение и взрывы. Опасность и анализ
последствий: Учебное пособие. Томск: Издательство Томского государственного педагогического университета, 2008. – 156 с.(глава 2 с.18-32)