МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Физические методы исследования

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра техносферной безопасности и аналитической химии
Направление подготовки04.05.01. специальность Фундаментальная и прикладная химия
СпециализацияФундаментальная и прикладная химия
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план04_05_01_ФиПХ-3-2019
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 60
самостоятельная работа 48
Виды контроля по семестрам
диф. зачеты: 4

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (4) Итого
Недель 22
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 36 36 36 36
Практические 24 24 24 24
Сам. работа 48 48 48 48
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
доктор хим. наук, профессор, Смагин В.П.

Рецензент(ы):
кандидат хим. наук, доцент, Харнутова Е.П.

Рабочая программа дисциплины
Физические методы исследования

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по специальности 04.05.01 Фундаментальная и прикладная химия (приказ Минобрнауки России от 12.09.2016г. №1174)

составлена на основании учебного плана:
04.05.01 Фундаментальная и прикладная химия
утвержденного учёным советом вуза от 25.06.2019 протокол № 9.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра техносферной безопасности и аналитической химии

Протокол от 27.08.2019 г. № 1
Срок действия программы: 2019-2020 уч. г.

Заведующий кафедрой
Темерев С.В., доктор хим. наук, доцент


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании кафедры

Кафедра техносферной безопасности и аналитической химии

Протокол от 27.08.2019 г. № 1
Заведующий кафедрой Темерев С.В., доктор хим. наук, доцент


1. Цели освоения дисциплины

1.1.- сформировать понимание значимости физических методов исследования для решения современных научных и прикладных задач, показать тенденции развития методов;
- дать представление об инструментальной базе физических методов исследования;
- на примере классических физических методов познакомить с наиболее общими правилами проведения исследований, интерпретации и описания результатов.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.Б

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1 способностью воспринимать, развивать и использовать теоретические основы традиционных и новых разделов химии при решении профессиональных задач
ПК-2 владением навыками использования современной аппаратуры при проведении научных исследований
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.- основные естественнонаучные законы, на которых базируются физические методы исследования;
- классификацию и основы физических методов исследования;
- области применения, метрологические характеристики, достоинства и недостатки классических физических методов исследования. Тенденции развития физических методов исследования;
- принципы устройства приборов и инструментов, основы пробоподготовки, правила работы на приборах.
- правила идентификации, представления и оформления результатов исследования.
3.2.Уметь:
3.2.1.- применять основные естественнонаучные законы в практической работе;
- выбирать оптимальный метод исследования для выполнения конкретной работы;
- готовить образцы к исследованиям и работать на общедоступном физическом оборудовании;
- идентифицировать, представлять и оформлять результаты исследования.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.- основами применения классических физических методов исследования и идентификации, представления и оформления результатов исследования.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Введение в курс физические методы исследования
1.1. Теоретические основы и классификация физических методов исследования. Критерии выбора метода исследования. Интеграция методов. Комбинированные и гибридные методы исследования Лекции 4 2 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
Раздел 2. Теоретические основы спектроскопических методов исследования и регистрация спектров.
2.1. Многоатомная система. Электронные, колебательные, вращательные состояния системы. Полная энергия системы. Энергетическая диаграмма. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. Спектры веществ. Лекции 4 2 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
2.2. Критерии объединения ряда физических методов исследования в единый класс спектроскопических методов. Единая схема спектроскопических измерений в любой области спектра. Спектральные приборы. Лекции 4 2 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
2.3. Спектр. Происхождение спектров. Характеристика спектральных сигналов. Практические 4 2 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
2.4. Метрологические характеристики методов: чувствительность, разрешающая способность, точность. Сам. работа 4 8 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
Раздел 3. Методы электронной спектроскопии.
3.1. Основные понятии электронной спектроскопии в ультрафиолетовой и видимой области спектра. Характеристика электронные энергетические состояния. Радиационные и нерадиационные переходы между состояниями энергии. Электронный абсорбционный спектр. Лекции 4 2 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
3.2. Электронные спектры органических и неорганических веществ. Хромофоры и ауксохромы. Применение электронной абсорбционной спектроскопии. Лекции 4 4 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
3.3. Общие сведения о люминесценции: молекулярная люминесценция, люминесценция атомов, люминесценция твердых тел. Диаграмма Яблонского. Спектр люминесценции. Факторы, влияющие на интен-сивность люминесценции. Применение люминесцентной спектроскопии. Аппаратура. Лекции 4 2 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
3.4. Решение задач по УФ спектроскопии. Практические 4 2 Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2
3.5. Сам. работа 4 12 ОПК-1, ПК-2 Л1.3, Л2.1
Раздел 4. Методы колебательной спектроскопии
4.1. Колебательные уровни энер¬гии, классификация. Переходы между различными колебательными уров¬нями. Фундаментальные, обертонные и составные частоты. Колебание многоатомной молекулы. Нормальные колебания. Характеристичность нормальных колебаний. Колебательный спектр. Лекции 4 4 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
4.2. Методы колебательной спектроскопии: ИК спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния. Применение методов колебательной спектроскопии. Лекции 4 4 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
4.3. Решение задач по ИК спектроскопии. Практические 4 2 Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
4.4. Контрольная работа 1 Практические 4 2 ОПК-1, ПК-2 Л1.3, Л2.1
4.5. Техника и методики ИК спектроскопии и спектроскопии КР. Аппаратура ИК спектроскопии. Материалы, используемые для изготовления оптических деталей. Подготовка образцов к исследованию. Оптимальные условия регистрации ИК спектров. Аппаратура спектроскопии КР. Сам. работа 4 12 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
Раздел 5. Методы резонансной спектроскопии
5.1. Физические основы ядерного магнитного резонанса. Абсолютный и относительный химический сдвиг. Спин-спиновое взаимодействие. Константа спин-спинового взаимодейс¬твия, JC-H . Спектры ЯМР. Лекции 4 4 Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
5.2. Методы спектроскопии на ядрах изотопов 1Н (ПМР спектроскопия) и 13С (ЯМР-13С). Особенности спектроскопии ЯМР-13С. Применение спектров ЯМР. Лекции 4 4 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
5.3. Решение задач по ЯМР спектроскопии. Практические 4 4 ОПК-1, ПК-2 Л1.3, Л2.1
5.4. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР спектроскопия). Природа ЭПР спектров. Условие резонанса. Применение ЭПР спектроскопии в химии. Сам. работа 4 4 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
Раздел 6. Методы масс-спектрометрии
6.1. Методы масс-спектрометрии. Масс-спектр. Способы представления масс-спектра. Основные стадии масс-спектрометрического анализа. Лекции 4 2 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
6.2. Направления распада органических молекул. Типы образующихся ионов. Применение масс-спектрометрии. Лекции 4 2 Л1.1, Л1.3, Л2.1
6.3. Решение задач по масс-спектрометрии. Практические 4 2 ОПК-1, ПК-2 Л1.2, Л2.1
6.4. Схема анализа масс-спектров при проведении структурного анализа: характеристика общего вида спектра, анализ области молекулярного иона, анализ области легких осколочных ионов. Сам. работа 4 12 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
Раздел 7. Комплексное использование методов исследование
7.1. Совместное применение физических методов исследования Лекции 4 2 Л1.2, Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
7.2. Решение комплексных задач Практические 4 8 ОПК-1, ПК-2 Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
7.3. Контрольная работа 2. Практические 4 2 ОПК-1, ПК-2 Л1.3, Л2.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Прикреплены к РПД
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
не предусмотрены
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
Прикреплен к РПД

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Ю.А. Пентин, Л.В. Вилков Физические методы исследования в химии: Учебник для ВУЗов М.: Мир. , 2003.
Л1.2 Пентин Ю. А., Вилков Л. В. Физические методы исследования в химии: учеб. для вузов М.: Мир, 2003
Л1.3 В.П. Смагин Физические методы исследования в химии: Учебное пособие для ВУЗов Барнаул: Изд-во АлтГУ. , 2007.
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Смагин В.П., Юдина Е.В. Методы молекулярной спектроскопии: учебное пособие Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2009
Л2.2 Дероум Э. Современные методы ЯМР для химических исследований. : М.: Мир. , 1992
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
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).
6.4. Перечень информационных справочных систем
Информационная справочная система:
СПС КонсультантПлюс (инсталлированный ресурс АлтГУ или http://www.consultant.ru/).
Профессиональные базы данных:
1. Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com);
2. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/);
3. Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru)

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
501К лаборатория проблем комплексной безопасности; кабинет безопасности жизнедеятельности; кабинет безопасности жизнедеятельности и охраны труда - учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа; занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 44 посадочных места; рабочее место преподавателя; доска меловая 1шт.; стационарный экран; стационарный проектор: Optoma DS347 - 1 ед.; средства индивидуальной защиты, комплект индивидуальных дозиметров, манекен-тренажер для реанимационных мероприятий; набор плакатов.
521К лаборатория инженерно-технических систем защиты техносферы - учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа; занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 20 посадочных мест; рабочее место преподавателя; стол весовой; сьло лабораторный; доска меловая 1шт.; сейф для хранения приборов; шкафы для хранения оборудования, лабораторной посуды и материалов; медицинская кушетка; стационарный экран: - 1 единица; тонометры, манекен-тренажер для реанимационных мероприятий, аспиратор для отбора проб воздуха АПВ-4-12/220В-40; дозиметр ДБГ-06Т; измеритель длины лазерный PLR; люксметр ТКА-ПКМлюксметр+УФ-Радиометр; печь муфельная SNOL; пирометр Самоцвет С500; универсальный учебный комплекс для мониторинга водной/воздушной среды на базе AsusX51RL.

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Прикреплены к РПД