1. Цели освоения дисциплины
| 1.1. | Целью преподавания дисциплины «Строение вещества» является: освоение модельных представлений об основных форм внутримолекулярного движения и их взаимосвязь со строением и структурой как изолированных молекул, так и конденсированных систем, способов интерпретации спектроскопических данных к строению вещества. |
|---|
2. Место дисциплины в структуре ООП
| Цикл (раздел) ООП: Б1.О.04 |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ОПК-3 | Способен применять расчетно-теоретические методы для изучения свойств веществ и процессов с их участием с использованием современной вычислительной техники |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | ОПК-3.1. Применяет теоретические и полуэмпирические модели при решении задач химической направленности теоретические основы физических процессов движения в молекуле и закономерности их описывающие; основные физические закономерности зависимости свойств вещества от структурных особенностей и особенностей строения и их проявление при внешнем воздействии; |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | ОПК-3.2. Использует стандартное программное обеспечение при решении задач химической направленности. применять знания для выбора метода изучения строения молекул и конденсированного вещества, интерпретировать результаты физических измерений и проявление химических свойств к строению молекул веществ; сопоставлять данные физических измерений со свойствами и структурой органических и неорганических веществ. Применяnm теоретические и полуэмпирические модели при решении задач химической направленности. Использовать стандартное программное обеспечение при решении задач химической направленности |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | Навыками расчета некоторых параметров молекул из их спектров; составления моделей молекул; интерпретации спектроскопических исследований в структурные элементы молекул. Использует стандартное программное обеспечение при решении задач химической направленности |
4. Структура и содержание дисциплины
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Основы классической теории химического строения | ||||||
| 1.1. | Предмет и объект курса «Строение вещества. Основные понятия: строение вещества, структура, их взаимосвязь | Лекции | 7 | 1 | ОПК-3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л3.1 |
| Раздел 2. Физические основы учения о строении молекул | ||||||
| 2.1. | История развития учения о строении вещества и строении молекул. Главные тенденции в развитии методов исследования. | Сам. работа | 7 | 3 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 2.2. | Классическая теория строения: теория А.М. Бутлерова, понятия об «эффективных атомах». Упорядоченные и неупорядоченные структуры конденсированных фаз. Молекулярные модели различного уровня в современной теории химического строения. Общий обзор методов экспериментального и теоретического изучения строения молекул и строения веществ. Структурная формула и граф молекулы. Величины, определяющие геометрическую конфигурацию молекулы: межъядерные расстояния, валентные углы, двугранные и торсионные углы. Внутреннее вращение. Конформации молекул. | Лекции | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 2.3. | Консультации | 7 | 4 | ОПК-3 | Л2.1, Л3.1 | |
| 2.4. | Молекулярные модели, структурные формулы, понятие графа, изомерия. | Сам. работа | 7 | 3 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 2.5. | Молекулярные модели. Графическое описание молекулы | Практические | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 2.6. | молекулярные модели | Консультации | 7 | 3 | ОПК-3 | Л2.1, Л3.1 |
| Раздел 3. Симметрия молекулярных систем | ||||||
| 3.1. | Механическая модель молекулы. Потенциалы парных взаимодействий. Метод молекулярной механики при анализе строения молекул. Общие принципы квантово-механического описания молекулярных систем. Стационарное уравнение Шрёдингера для свободной молекулы. Адиабатическое приближение. Квантовые состояния молекулы (электронные, колебательные, вращательные). | Лекции | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 3.2. | Консультации | 7 | 3 | ОПК-3 | Л2.1, Л3.1 | |
| 3.3. | Методы молекулярной механики при описании молекул. Структурная изомерия. Потенциальные кривые. | Практические | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 3.4. | Колебания молекул. Среднеквадратичные смещения атомов (амплитуды колебаний). Нормальные колебания, частоты нормальных колебаний и частоты основных колебательных переходов. Колебания с большой амплитудой. Вращение молекул как целого. Различные типы молекулярных волчков. Электронное строение молекул. Молекулярные орбитали. Интерпретация строения молекул на основе орбитальных моделей | Лекции | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 3.5. | Колебания молекул, простейший случай, сложные молекулы. Концепция групповых колебаний. Вращение молекул, типы волчков. | Сам. работа | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 3.6. | Колебания молекул, простейший случай, сложные молекулы. Концепция групповых колебаний. Вращение молекул, типы волчков. | Практические | 7 | 2 | ||
| 3.7. | Консультации | 7 | 3 | ОПК-3 | Л2.1, Л3.1 | |
| 3.8. | Вращение молекул как целого Вращательный спектр и его информативность. | Практические | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 3.9. | колебания и вращение молекул | Консультации | 7 | 2 | ОПК-3 | Л2.1, Л3.1 |
| Раздел 4. Электрические и магнитные свойства молекул | ||||||
| 4.1. | Элементы и операции симметрии ядерной конфигурации молекулы. Точечные группы симметрии. Понятие о представлениях групп и характерах представлений. Общие свойства симметрии волновых функций и потенциальных поверхностей молекул. Классификация квантовых состояний молекул по симметрии. Симметрия атомных и молекулярных орбиталей. | Лекции | 7 | 1 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 4.2. | Консультации | 7 | 1 | ОПК-3 | Л2.1, Л3.1 | |
| 4.3. | Точечные группы симметрии, применение к описанию равновесных конфигураций. Влияние симметрии на волновые функции. | Сам. работа | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 4.4. | Влияние симметрии равновесной конфигурации ядер на свойства молекул и их динамическое поведение (дипольный момент и моменты инерции, форма нормальных колебаний, вырождение состояний, сохранение орбитальной симметрии при химических реакциях и т.п.). | Лекции | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 4.5. | Симметрия молекул, симметрия движения. Влияние симметрии на активность отдельных видов движения, вырождение движения и состояний по симметрии. | Сам. работа | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 4.6. | Симметрия молекулярных систем. Влияние симметрии на проявление свойств молекул. | Практические | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| Раздел 5. Межмолекулярные взаимодействия | ||||||
| 5.1. | Постоянные внешние электрическое и магнитное поля. Дипольный момент и поляризуемость молекул, магнитный момент и магнитная восприимчивость молекул. | Лекции | 7 | 1 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 5.2. | Консультации | 7 | 2 | ОПК-3 | Л2.1, Л3.1 | |
| 5.3. | Намагниченность, и электрическая восприимчивость молекул. Собственные электрические и магнитные свойства молекул: дипольный момент, орбитальный магнитный момент, спиновый магнитный момент | Сам. работа | 7 | 3 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 5.4. | Электрические свойства молекул. Поляризуемость и дипольный момент. Их связь со структурой и проявление в свойствах. | Практические | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 5.5. | электрические свойства молекул | Консультации | 7 | 2 | ОПК-3 | Л2.1, Л3.1 |
| 5.6. | Эффекты Штарка и Зеемана. Магнитно-резонансные (ЭПР и ЯМР) методы исследования строения молекул. | Лекции | 7 | 1 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 5.7. | Ядерный магнитный резонанс, константа экранирования, прецессия спина в магнитном поле. Неспареный электрон, парамагнитные свойства. Делокализация электрона. Полный момент количества движения электрона. | Сам. работа | 7 | 4 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 5.8. | Ядерный магнитный резонанс, константа экранирования, прецессия спина в магнитном поле. Неспареный электрон, парамагнитные свойства. Делокализация электрона. Полный момент количества движения электрона. | Практические | 7 | 2 | ||
| 5.9. | Консультации | 7 | 6 | ОПК-3 | Л2.1, Л3.1 | |
| 5.10. | Магнитные свойства. Магнитный момент электрона и ядра. ЭПР и ЯМР спектры. Эффект Штарка и Зеемана | Практические | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 5.11. | магнитные свойства. ЯМР. ЭПР | Консультации | 7 | 3 | ОПК-3 | Л2.1, Л3.1 |
| 5.12. | Оптические спектры молекул. Вероятности переходов и правила отбора при переходах между различными квантовыми состояниями молекул. | Лекции | 7 | 1 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 5.13. | Оптические спектры молекул. Связь спектров молекул с их строением. Определение структурных характеристик молекул из спектроскопических данных. | Практические | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 5.14. | Поглощение и излучение молекулами, коэффициенты Эйнштейна, вероятность переходов, правила отбора. | Сам. работа | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 5.15. | Связь спектров молекул с их строением. Определение структурных характеристик молекул из спектроскопических данных. | Лекции | 7 | 1 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 5.16. | Классификация спектров, их информативность. | Сам. работа | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| Раздел 6. Обзор основных результатов по изучению строения молекул | ||||||
| 6.1. | Основные составляющие межмолекулярных взаимодействий. Классификация межмолекулярных взаимодействий. Влияние межмолекулярных взаимодействий на свойства веществ. Молекулярные комплексы (π-комплексы и др.) | Лекции | 7 | 1 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 6.2. | межмолекулярные взаимодействия | Консультации | 7 | 3 | ОПК-3 | Л2.1, Л3.1 |
| 6.3. | Причины межмолекулярного взаимодействия, классификация их видов. Координационные соединения. | Сам. работа | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 6.4. | Межмолекулярные взаимодействия. Основные составляющие межмолекулярных взаимодействий. Влияние межмолекулярных взаимодействий на свойства веществ. Молекулярные комплексы (π-комплексы и др.). | Практические | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| 6.5. | Понятие кластеров, их классификация: физические и химические Водородная связь. | Сам. работа | 7 | 1 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 |
| Раздел 7. Структурная классификация конденсированных фаз | ||||||
| 7.1. | Молекулы простых и координационных неорганических соединений. Полиядерные комплексные соединения. Хелаты. Строение органических соединений. Полиэдраны. Фуллерены. | Лекции | 7 | 1 | ОПК-3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л3.1 |
| 7.2. | Полиядерные комплексы, органические соединения, Полиэдраны, фуллерены. | Сам. работа | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л3.1 |
| 7.3. | Молекулы простых и координационных неорганических соединений. Полиядерные комплексные соединения. Хелаты. Строение органических соединений. Полиэдраны. Фуллерены. | Практические | 7 | 2 | ||
| 7.4. | Элементоорганические соединения. Металлоцены. Соединения включения (клатраты). Ротаксаны и катенаны. Фуллерены. Полимеры и биополимеры. Белки. | Лекции | 7 | 1 | ОПК-3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л3.1 |
| 7.5. | Клатраты, белки, полимеры. | Сам. работа | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л3.1 |
| Раздел 8. Строение мезофаз | ||||||
| 8.1. | Определение мезофаз. Методы изучения их структуры. Классификационные типы и классификационные признаки. | Лекции | 7 | 1 | ОПК-3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л3.1 |
| 8.2. | Понятие мезофазы. Признаки структуры, качественные и количественные параметры. | Сам. работа | 7 | 1 | ОПК-3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л3.1 |
| 8.3. | Понятие мезофазы. Признаки структуры, качественные и количественные параметры. | Консультации | 7 | 2 | ||
| Раздел 9. Строение кристаллов | ||||||
| 9.1. | Жидкие кристаллы. Классификация жидких кристаллов. Коллоидные частицы, кластеры | Сам. работа | 7 | 1 | ОПК-3 | Л1.2, Л2.1, Л3.1 |
| 9.2. | Жидкие кристаллы. Классификация жидких кристаллов. Коллоидные частицы, кластеры | Практические | 7 | 2 | ||
5. Фонд оценочных средств
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Строение вещества Тесты проверки остаточных знаний № вопрос Правильный ответ 1 Какая моль молекулы используется для описания геометрической конфигурации молекул? стержневая 2 Какие особенности молекулы не отражает граф Полуторную связь 3 Основное достижение тории строения Бутлерова Понятие «эффективных» атомов 4 Какой параметр молекулы позволяет вычислить модель гармонического осциллятора Силовую характеристику связи 5 Какой параметр молекулы позволяет вычислить модель жесткого ротатора Равновесное межъядерное расстояние 6 С каким параметром атома коррелируется величина химического сдвига в ЯМР С экранированием ядра электронами 7 Что отражает величина g-фактора в спектре ЭПР Степень делокализации электрона 8 Какой тип связи в ротаксанах и катенанах механическая 9 На какие свойства молекулы влияет межмолекулярное взаимодействие Изменяет внутримолекулярное взаимодействие 10 Назовите основные типы жидких кристаллов Нематики, смектики, холестерики Типовые задачи. 1. Проведите структурную фрагментацию молекулы ( задаёт преподаватель) 2. Вычислите силовую характеристику связи молекулы: HCN, если HC =3311 см-1, NC= 2097 см-1. 3. Вычислите вращательную постоянную молекулы 16O 12C 32S, если rco = 0.1165 нм, rcs = 0.1557 нм. 4. Вычислите силовую характеристику связи молекулы CO , если во вращательном спектре обнаружены линии (см-1): 15.96, 16.89, 17.80. 5. Вычислите эффективные заряды на атомах в молекуле H2S , если: дипольный момент, =0.93D, HSH=106, rSH = 0.106 нм. 6. Вычислите равновесное межъядерное расстояние в молекуле CO из данных вращательного спектра, в котором найдены следующие полосы (см-1): 15.96, 16.89, 17.80. 7. Сколько и каких полос совпадает в ИК и КР – колебательном спектре молекулы COS? 8. Изобразите и обоснуйте потенциальные кривые для молекулы H2O. 9. Изобразите в виде графа молекулу -аминоуксусной кислоты. 10. Как соотносятся частоты ЯМ – резонанса ядер C13 и H1? 11. Как изменится ИК – спектр при переходе молекулы NH3 в NH4+. 12. В ИК – спектре газообразной молекулы состава А2В2 найдено несколько полос с P-, Q-, R- ветвями. Какие из приведенных структур можно отвергнуть на основании этих данных: 1. B-А-А-B, В В В В 2. А-А 3. А-А 4. А-А В В 13. . Проведите структурную фрагментацию молекулы глюкозы. 14. Вычислите силовую характеристику связи молекулы: DCN, если DC =2630 см-1, NC= 1925 см-1. 15. Вычислите вращательную постоянную молекулы 18O 12C 32S, если rco = 0.155 нм, rcs = 0.1565 нм. 16. Вычислите силовую характеристику связи молекулы HF и межъядерное расстояние, если во вращательном спектре обнаружены линии (см-1): 441.13, 478.94, 402.82. 17. Сколько и каких полос совпадает в ИК и КР – колебательном спектре молекулы CS32S34? 18. Изобразите в виде графа молекулу ортохлорфенол. 19. Как соотносятся частоты ЯМ – резонанса ядер C13 и F19? Подтвердите расчётом. 20. Как изменится ИК – спектр при переходе молекулы BF3 в BF4. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| не предусмотрено |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Вопросы для подготовки к зачёту 1. Общие свойства симметрии волновых функций и потенциальных поверхностей молекул. Классификация квантовых состояний молекул по симметрии. 2. Молекулы простых и координационных неорганических соединений. Полиядерные комплексные соединения. 3. Современные теории описания структуры жидкостей. 4. Особенности строения поверхности жидкостей. 5. Содержание понятий «строение вещества» и «структура вещества». 6. Общие принципы квантово-механического описания молекулярных систем. 7. Спектр квантовых состояний молекулы. Электронные спектры. 8. Дипольный момент молекулы. Природа возникновения и проявление в свойствах молекулы. 9. Жидкие кристаллы. Особенности строения и структуры. 10. Особенности строения поверхности кристаллов. Реконструкция поверхности. 11. Основные положения классической теории строения молекул. 12. Колебания молекул. Типы колебаний. Колебания в сложных молекулах. 13. Причины взаимодействия колебаний в молекулах. Отклонения от правил 3N-6(5). 14. Влияние симметрии равновесной конфигурации ядер на свойства молекул и их динамическое поведение. 15. Реальные кристаллы. Типы дефектов в реальных кристаллах. Классификационные признаки жидких кристаллов и их связь со строением молекул. 16. Геометрические параметры молекулы и их применение для описания строения. 17. Основные составляющие межмолекулярных взаимодействий. 18. Проявление межмолекулярных взаимодействий в молекулярных спектрах. 19. Полимеры. Неорганические полимеры. Особенности строения. 20. Молекулярные модели различного уровня в современной теории химического строения. 21. Структурная формула и граф молекулы. 22. Поляризуемость молекулы. Тензор поляризуемости. 23. Особенности строения фуллеренов. 24. Особенности строения белков. 25. Внутреннее вращение. Конформация молекул и ее проявление в реакциях. 26. Механическая модель молекулы. Потенциалы парных взаимодействий. 27. Вращение молекулы как целого. Различные типы волчков. 28. Равновесные конфигурации молекул. Структурная и оптическая изомерия. 29. Природа магнитных свойств молекул. Намагниченность. 30. Эффект Штарка. Его проявление во вращательном спектре. 31. Модель гармонического осциллятора, ее достоинства и недостатки. 32. Модель ангармонического осциллятора при описании колебаний молекул. 33. Элементы и операции симметрии ядерной конфигурации молекул, точечные группы симметрии. 34. Эффект ЯМР. Его применение к определению строения молекул. 35. Явление ЭПР. Понятие g-фактора. Определение степени делокализации электрона. 36. Понятие кластеров, их типы. 37. Потенциальные кривые и потенциальные поверхности молекул. 38. Электронное строение молекул, молекулярные орбитали. Границы применимости модели МО. 39. Равновесные конфигурации молекул. Структурная и оптическая изомерия. 40. Поведение спина в магнитном поле. Ядерный магнитный резонанс. 41. Жидкие кристаллы. Классификационные признаки. 42. Поляризуемость, ее описание через элипсоид. 43. Основные положения теории химического строения молекул А.М. Бутлерова. 44. Геометрические параметры молекулы. Закономерности изменения в ряду родственных соединений. 45. Сверхтонкая структура в спектре ЭПР. Взаимодействие электронного и ядерного спинов. 46. Электронный эффект Зеемана и его связь с электронным строением молекул. 47. Влияние межмолекулярных взаимодействий на свойства вещества. 48. Ротаксаны и катенаны. Механическая связь в молекуле. 49. Критерии, принципы и параметры вырождения энергетических состояний молекулы. 50. Виды движения в молекуле. Соподчиненность энергий. Принцип аддитивности (приближение Борна - Опенгеймера). 51. Вращение молекулы как целого. Модель жесткого и нежесткого ротатора. 52. Классификация атомных состояний по симметрии. Симметрия молекулярных орбиталей. 53. Нормальные колебания. Частоты нормальных колебаний. 54. Стационарное уравнение Шредингера. Адиабатическое приближение. 55. Молекулярные модели. Достоинства и недостатки. Типовые задачи. 1. Проведите структурную фрагментацию молекулы ( задаёт преподаватель) 2. Вычислите силовую характеристику связи молекулы: HCN, если HC =3311 см-1, NC= 2097 см-1. 3. Вычислите вращательную постоянную молекулы 16O 12C 32S, если rco = 0.1165 нм, rcs = 0.1557 нм. 4. Вычислите силовую характеристику связи молекулы CO , если во вращательном спектре обнаружены линии (см-1): 15.96, 16.89, 17.80. 5. Вычислите эффективные заряды на атомах в молекуле H2S , если: дипольный момент, =0.93D, HSH=106, rSH = 0.106 нм. 6. Вычислите равновесное межъядерное расстояние в молекуле CO из данных вращательного спектра, в котором найдены следующие полосы (см-1): 15.96, 16.89, 17.80. 7. Сколько и каких полос совпадает в ИК и КР – колебательном спектре молекулы COS? 8. Изобразите и обоснуйте потенциальные кривые для молекулы H2O. 9. Изобразите в виде графа молекулу -аминоуксусной кислоты. 10. Как соотносятся частоты ЯМ – резонанса ядер C13 и H1? 11. Как изменится ИК – спектр при переходе молекулы NH3 в NH4+. 12. В ИК – спектре газообразной молекулы состава А2В2 найдено несколько полос с P-, Q-, R- ветвями. Какие из приведенных структур можно отвергнуть на основании этих данных: 1. B-А-А-B, В В В В 2. А-А 3. А-А 4. А-А В В 13. . Проведите структурную фрагментацию молекулы глюкозы. 14. Вычислите силовую характеристику связи молекулы: DCN, если DC =2630 см-1, NC= 1925 см-1. 15. Вычислите вращательную постоянную молекулы 18O 12C 32S, если rco = 0.155 нм, rcs = 0.1565 нм. 16. Вычислите силовую характеристику связи молекулы HF и межъядерное расстояние, если во вращательном спектре обнаружены линии (см-1): 441.13, 478.94, 402.82. 17. Сколько и каких полос совпадает в ИК и КР – колебательном спектре молекулы CS32S34? 18. Изобразите в виде графа молекулу ортохлорфенол. 19. Как соотносятся частоты ЯМ – резонанса ядер C13 и F19? Подтвердите расчётом. 20. Как изменится ИК – спектр при переходе молекулы BF3 в BF4. 21. Изобразите и обоснуйте потенциальные кривые для молекулы H2S. 22. Вычислите ширину спектральной линии, если время жизни возбужденного состояния 10-7 с. 23. Вычислите эффективные заряды на атомах в молекуле H2O , если: дипольный момент, =1.84D, HOH=104.5, rOH = 0.096 нм. 24. Проведите структурную фрагментацию молекулы ( задаёт преподаватель) 25. В спектре N14O16 обнаружены линии (см-1) 1876.06 – частота основного перехода и обертон 3724. Вычислите собственную частоту и силовую характеристику. 26. Сравните силы межмолекулярного взаимодействия для жидкой воды и льда. 27. Изобразите ЯМР спектр низкого разрешения метанола. 28. Изобразите ЯМР спектр метанола с учётом спин-спинового взаимодействия. 29. Вычислите и сопоставьте результат изотопного замещения в молекуле HCl протия на дейтерий для собственной частоты. 30. Объясните нарушение правила 3N-5 для молекулы CO2. 31. Приведите типичное строение нематических жидких кристаллов. 32. Изобразите все нормальные колебания для молекулы NH3. 33. Изобразите основные типы волчков. 34. Постройте векторную диаграмму и вычислите эффективные заряды на атомах Н в молекуле воды. Дипольный момент = 1,84 D. 35. Вычислите значение g-фактора в случае 1-го неспаренного электрона на S орбитали. 36. Вычислите значение g-фактора в случае 1-го неспаренного электрона на Р орбитали. 37. Сколько линий следует ожидать в случае перехода неспаренного электрона с S на P орбиталь без магнитного поля и в магнитном поле? 38. Объясните большую устойчивость фуллерена С60 по сравнению с С50. |
| Приложения |
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Б.П. Шипунов | Строение вещества: | Барнаул, Изд. АлтГУ, 2007 | |
| Л1.2 | Шипунов Б.П. | Строение вещества: учебное пособие | АлтГУ, 2016 | elibrary.asu.ru |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Кяров А. А., Кушхов Х. Б., Шетов Р. А. | Химическая связь и строение молекул: : учебное пособие | , | e.lanbook.com |
| 6.1.3. Дополнительные источники | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л3.1 | Вострикова Н. М. | Теория и практика разработки информационно-деятельностной образовательной среды фундаментальной химической подготовки бакалавров технико-технологических направлений: Монография: | , | reader.lanbook.com |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | http://e.lanbook.com | |||
| Э2 | http://www.lib.asu.ru | |||
| Э3 | http://www.rsl.ru | |||
| Э4 | http://ben.irex.ru | |||
| Э5 | http://www.gpntb.ru | |||
| Э6 | http://ban.pu.ru | |||
| Э7 | http://www.nlr.ru | |||
| Э8 | http://www.elibrary.ru | |||
| Э9 | http://www.chem.msu.su | |||
| Э10 | http://www.lib.msu.su | |||
| Э11 | http://www.kge.msu.ru | |||
| Э12 | http://www.chem.port.ru/ | |||
| Э13 | http://www.ars.org/portalchemistry/ | |||
| Э14 | http://www.pstlib.nsc.ru/ | |||
| Э15 | http://www.poiskknig.ru | |||
| Э16 | Строение вещества. Ресурс в программе MOODL | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Microsoft Windows 7 № 60674416 от 19.07.2012 г. (бессрочная); Microsoft Office 2010 № 60674416 от 19.07.2012 г. (бессрочная); 7-Zip; AcrobatReader.Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| http://www.lib.asu.ru электронные ресурсы научной библиотеки АлтГУ http://www.rsl.ru РГБ Российская государственная библиотека http://ben.irex.ru БЕН Библиотека естественных наук http://www.gpntb.ru Государственная публичная научно-техническая библиотека http://ban.pu.ru БАН Библиотека Академии наук http://www.nlr.ru РНБ Российская национальная библиотека http://www.elibrary.ru Научная электронная библиотека РФФИ http://www.lib.msu.su Библиотека МГУ | ||||
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
| Изучение курса «Строение вещества» базируется на качественной предшествующей подготовке по физике и другим базовым курсам. Основные разделы физики: механика, электростатика, магнетизм используются в курсе «Строение вещества» постоянно. Следовательно, перед изучением (обычно после первой лекции), следует освежить и восстановить знание данных разделов курса «Общей физики». Не менее важным является и базис по таким дисциплинам как «Неорганическая химия», «Квантовая химия», «Органическая химия», «Физические методы исследования». Эти дисциплины используются для выработки навыков интерпретации результатов практических измерений к строению молекул и конденсированных веществ. Весь курс условно разбит на два крупных раздела: свойства и строение изолированных молекул, и строение и структура конденсированного вещества. Обязательным условием успешного освоения теоретического материала является обязательная подготовка не только к практическим (семинарским) занятиям, но и к лекциям. Перед лекцией необходимо, обратившись к конспектам предыдущих 2-3 лекций, к программе курса, обязательно восстановить знания той области вышеперечисленных дисциплин, которая будет использована в предстоящей лекции. При конспектировании лекционного материала следует уделять внимание резюмирующим положениям, которые позволяют сформировать целостное представление о данном разделе или теме. Подготовка к практическим (семинарским) занятиям включает в себя не только прочтение соответствующего раздела в рекомендованной литературе, но формирование собственного представления о практической значимости получаемых знаний. Это относится к таким свойствам молекул как дипольный момент, магнитный момент, поляризуемость, Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия. Поскольку предмет изучается на четвёртом курсе, когда студент выбрал специализацию, то естественным является формирование студентом представления: какие конкретные разделы ему будут полезны при освоении дисциплин специализации и выполнении дипломной работы (ВКР). Это не значит, что иные разделы не следует изучать вдумчиво и целенаправленно, поскольку только целостное представление о предмете позволяет закрепить знания и научиться их использовать. |