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

Физическая химия
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра общей и экспериментальной физики
Направление подготовки03.03.02. Физика
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость2 ЗЕТ
Учебный план03_03_02_Ф-3-2020
Часов по учебному плану 72
в том числе:
аудиторные занятия 28
самостоятельная работа 44
Виды контроля по семестрам
зачеты: 5

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 3 (5) Итого
Недель 19
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 12 12 12 12
Практические 16 16 16 16
Сам. работа 44 44 44 44
Итого 72 72 72 72

Программу составил(и):
канд. техн. наук, доцент, Утемесов Р.М.

Рецензент(ы):
канд. физ.-мат. наук, доцент, Рудер Д.Д.

Рабочая программа дисциплины
Физическая химия

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 03.03.02 ФИЗИКА (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 07.08.2014 г. № 937)

составлена на основании учебного плана:
03.03.02 Физика
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от 15.06.2020 г. № 11
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
д.ф.-м.н., проф. В.А. Плотников

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от 15.06.2020 г. № 11
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., проф. В.А. Плотников

1. Цели освоения дисциплины

1.1.Цель изучения дисциплины "Химия" – формирование у будущих специалистов теоретических знаний и практических навыков по использованию современного дисциплинарного подхода, представляющая собой обобщение физических знаний о строении атомов, связей атомов в конденсированных средах, физическому описанию процессов, протекающих в твердом состоянии; формирования у студентов, специализирующихся в различных разделах физики, новых знаний, основанных на общих физических представлениях, идеях и методах, характеризующих физику конденсированного состояния.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-1: способностью использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин
ОПК-1: способностью использовать в профессиональной деятельности базовые естественнонаучные знания, включая знания о предмете и объектах изучения, методах исследования, современных концепциях, достижениях и ограничениях естественных наук
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.основы строения атомов; основы возникновения химической связи; основы взаимодействия в конденсированных средах; потенциальные функции, описывающие взаимодействие в конденсированной среде
3.2.Уметь:
3.2.1.эффективно использовать программные средства и математические пакеты для решения поставлен-ных задач, возникающих в процессе обучения, а также в будущей профессиональной деятельности; эффективно использовать идеи и методы атомного строения вещества при решении конкретных задач в различных разделах физики
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.изобразить полные, краткие и графические электронные формулы атомов;
определить тип химической связи в соединениях;
привести закономерности изменения физико-химических характеристик атомов по периодической системе элементов

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОЕ УЧЕНИЕ. СТРОЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ОБОЛОЧЕК АТОМА
1.1. Основные понятия и законы химиии. Строение атомов. Состояние электронов в изолированном атоме Лекции 5 2 ОПК-1, ПК-1 Л1.1, Л3.1, Л2.1, Л1.2, Л2.3, Л1.5
1.2. Строение атомов Практические 5 2 ОПК-1, ПК-1 Л1.1, Л3.1, Л2.1, Л1.2, Л2.3, Л1.5, Л1.6
1.3. Строение атомов Сам. работа 5 8 ОПК-1, ПК-1 Л1.1, Л3.1, Л2.1, Л1.2, Л2.3, Л1.5, Л1.6
Раздел 2. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И ВАЛЕНТНОСТЬ
2.1. Химическая связь.Снижение энергии системы связанных частиц по сравнению с суммарной энергией изолированных частиц. Перераспределение электронной плотности в области химической связи. Основные виды связи: ионная связь; ковалентная связь; металлическая связь; вандерваальсовы взаимодействия. Энергия и длина связи. Полярность ковалентной связи. Пространственная структура молекул. Сигма-связь. Пи-связь. Дельта-Связь. Метод молекулярных орбиталей. Определение связывающих и разрыхляющих молекулярных орбиталей путем линейной комбинации атомных орбиталей. Порядок и энергия связи. Диаграммы энергетических уровней гомоядерных молекул 1 и 2 периодов. Электронные конфигурации двухатомных молекул 1 и 2 периодов. Лекции 5 2 ОПК-1, ПК-1 Л1.1, Л3.1, Л2.1, Л1.2, Л1.5
2.2. Химическая связь Практические 5 2 ОПК-1, ПК-1 Л1.1, Л3.1, Л1.2, Л1.5, Л1.6
2.3. Химическая связь Сам. работа 5 8 ОПК-1, ПК-1 Л1.1, Л3.1, Л1.2, Л2.3, Л1.5, Л1.6
Раздел 3. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ. ВЕЩЕСТВО В КОНДЕНСИРОВАННОМ СОСТОЯНИИ
3.1. Характеристика вандерваальсовых взаимодействий. Диполь-дипольное взаимодействие. Индукционное взаимодействие. Дисперсионное взаимодействие. Энергия ван-дер-ваальсовых взаимодействий. Твердое состояние вещества.Структура твердых тел. Химические связи в твердых телах. Дефекты в кристаллах. Аморфное и кристаллическое состояние. Кристаллические структуры. Молекулярные кристаллы. Ионные кристаллы. Ковалентные кристаллы. Металлические кристаллы. Характеристика металлической связи. Зонная теория кристаллов. Расщепление энергетических уровней атомов и молекул. Зонная структура металлов, диэлектриков и полупроводников. Реальные структуры кристаллов Лекции 5 3 ОПК-1, ПК-1 Л1.1, Л3.1, Л3.2, Л2.2, Л1.3, Л1.5, Л2.5, Л2.6, Л2.7
3.2. Взаимодействия в конденсированном состоянии Практические 5 4 ОПК-1, ПК-1 Л3.1, Л1.2, Л3.2, Л1.3, Л1.5, Л2.4, Л2.5, Л2.6, Л2.7
3.3. Взаимодействия в конденсированном состоянии Сам. работа 5 10 ОПК-1, ПК-1 Л3.1, Л1.2, Л3.2, Л1.3, Л1.5, Л2.4, Л2.5, Л2.6, Л2.7
Раздел 4. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА
4.1. Энергетические эффекты химических процессов. Общие термодинамические понятия. Термодинамические параметры системы. Равновесные и неравновесные процессы. Термодинамические функции системы. Внутренняя энергия, теплота, работа. Первый закон термодинамики. Термохимия. Термохимические уравнения. Второй закон термодинамики. Энтропия системы. Самопроизвольные процессы. Энтропия реакции. Вероятностное определение энтропии. Энтропийный фактор процесса. Термодимамические потенциалы. Критерии самопроизвольного протекания процесса. Фазовые равновесия. Поверхностные явления.Термодинамика растворов неэлектролитов. Гетерогенные (фазовые) равновесия. Однокомпонентные системы.Гетерогенные (фазовые) равновесия. Двухкомпонентные системы. Химическое равновесие.Термодинамика растворов электролитов. Электропроводность растворов. электролитов. Электрохимические цепи Лекции 5 3 ОПК-1, ПК-1 Л3.1, Л3.2, Л2.2, Л1.7, Л1.8, Л2.5, Л1.9, Л1.10, Л2.6, Л2.7
4.2. Химическая термодинамика Практические 5 4 ОПК-1, ПК-1 Л3.1, Л3.2, Л1.7, Л1.8, Л2.4, Л2.5, Л1.9, Л1.10, Л2.6, Л2.7
4.3. Химическая термодинамика Сам. работа 5 10 ОПК-1, ПК-1 Л3.1, Л3.2, Л1.7, Л1.8, Л2.4, Л2.5, Л1.9, Л1.10, Л2.6, Л2.7
Раздел 5. КИНЕМАТИКА ПРОЦЕССОВ В КОНДЕНСИРОВАННОМ СОСТОЯНИИ
5.1. Основные понятия химической кинетики. Кинетика химических реакций целого порядка. Методы определения порядка реакции. Влияние температуры на скорость химических реакций. Кинетика сложных реакций. Приближенные методы химической кинетики. Катализ. Фотохимические реакции. Теории химической кинетики. Химическая динамика. Лекции 5 2 ОПК-1, ПК-1 Л3.1, Л2.2, Л1.4, Л1.7
5.2. Химическая кинетика Практические 5 4 ОПК-1, ПК-1 Л3.1, Л2.2, Л1.4, Л1.7, Л1.11
5.3. Химическая кинетика Сам. работа 5 8 ОПК-1, ПК-1 Л3.1, Л2.2, Л1.4, Л1.7, Л1.11

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
Приложение
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Приложение
5.3. Фонд оценочных средств
Приложение
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 И.А. Пресс Основы общей химии [Электронный ресурс]: учебное пособие Санкт-Петербург : Химиздат, 2006 http://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=98339&sr=1
Л1.2 В.И. Елфимов, С.С. Бабкина, Е.М. Мясоедов, А.И. Ярошинский Краткий курс химии с примерами решения задач и заданиями для самостоятельной работы [Электронный ресурс]: учебное пособие Москва : Директ-Медиа, 2014 http://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=237222&sr=1
Л1.3 В.А. Гуртов, Р.Н. Осауленко Физика твердого тела для инженеров [Электронный ресурс]: учебное пособие Москва : Техносфера, 2012 http://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=233466&sr=1
Л1.4 Г.В. Булидорова, Ю.Г. Галяметдинов, Х.М. Ярошевская Формальная кинетика [Электронный ресурс]: учебное пособие Казань : Издательство КНИТУ, 2012 http://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=428695&sr=1
Л1.5 В.В. Денисов, В.М. Таланов, И.А. Денисова, Т.И. Дрововозова ; под ред. В.В. Денисова, В.М. Таланова. Общая и неорганическая химия [Электронный ресурс]: учебное пособие Ростов : Феникс, 2013 http://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=271598&sr=1
Л1.6 Л.Н. Блинов, И.Л. Перфилова, Т.В. Соколова. Сборник задач и упражнений по общей химии [Электронный ресурс] : учебное пособие анкт-Петербург : Лань, 2016 https://e.lanbook.com/book/75504?category_pk=3863#book_name
Л1.7 Б.Н. Афанасьев, Ю.П. Акулова. Физическая химия [Электронный ресурс]: учеб. пособие Санкт-Петербург : Лань, 2012 https://e.lanbook.com/book/4312?category_pk=3863#book_name
Л1.8 В.В. Буданов, А.И. Максимов. Химическая термодинамика [Электронный ресурс]: учеб. пособие Санкт-Петербург : Лань, 2017 https://e.lanbook.com/book/89932?category_pk=3863#authors
Л1.9 Гамбург, Ю.Д. Химическая термодинамика [Электронный ресурс] : учебник Москва : Издательство "Лаборатория знаний", 2016 https://e.lanbook.com/book/90244?category_pk=3863#book_name
Л1.10 Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий, Г.А. Цирлина Электрохимия [Электронный ресурс]: учебное пособие Санкт-Петербург : Лань, 2015 https://e.lanbook.com/book/58166?category_pk=3863#book_name
Л1.11 Н.А. Колпакова, С.В. Романенко, В.А. Колпаков Сборник задач по химической кинетике [Электронный ресурс] : учебное пособие Санкт-Петербург : Лань, 2016 https://e.lanbook.com/book/81562?category_pk=3863#book_name
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Ким А. М. Органическая химия [Электронный ресурс]: учебное пособие Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2004 http://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=57255&sr=1
Л2.2 Н.Г. Рамбиди, А.В. Березкин Физические и химические основы нанотехнологий [Электронный ресурс]: научная литература Москва : Физматлит, 2009 http://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=76611&sr=1
Л2.3 под общ. ред. С.С. Нохрина ; сост. А.Ф. Гусева и др. Общая и неорганическая химия [Электронный ресурс: учебный справочник Екатеринбург : Издательство Уральского университета, 2012 http://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=239713&sr=1
Л2.4 А.Н. Васюкова [и др.] Типовые расчеты по физической и коллоидной химии [Электронный ресурс]: учебное пособие Санкт-Петербург : Лань, 2014 https://e.lanbook.com/book/45679?category_pk=3863#authors
Л2.5 Вшивков, С.А. Фазовые и структурные переходы жидкокристаллических наносистем [Электронный ресурс]: учебное пособие Санкт-Петербург : Лань, 2012 https://e.lanbook.com/book/4038?category_pk=3863#book_name
Л2.6 В.Н. Кулезнев, В.А. Шершнев. Химия и физика полимеров [Электронный ресурс] : учебное пособие Санкт-Петербург : Лань, 2014 https://e.lanbook.com/book/51931?category_pk=3863#book_name
Л2.7 В.В. Свиридов, А.В. Свиридов. Физическая химия [Электронный ресурс]: учебное пособие Санкт-Петербург : Лань, 2016 https://e.lanbook.com/book/87726?category_pk=3863#book_name
6.1.3. Дополнительные источники
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л3.1 Новоженов В.А. Введение в неорганическую химию ч.1-2: Барнаул Изд-во Алт. Универ., 1998
Л3.2 В.К. Варенцов, Р.Е. Синчурина, Е.М. Турло Химия. Электрохимические процессы и системы [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие Новосибирск : НГТУ, 2013 http://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=258630&sr=1
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Интернет-портал "Университетская библиотека онлайн" http://biblioclub.ru
Э2 ЭБС "Лань" http://e.lanbook.com
Э3 ЭБС "Юрайт" http://www.biblio-online.ru
Э4 Физическая химия, автор Утемесов Р.М. https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=3759
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Windows7, №лицензии 60674416 (бессрочная)
Microsoft Office 2010 №лицензии 60674416 (бессрочная)
Microsoft Windows7, №лицензии 60674416 (бессрочная)
Microsoft Office 2010 №лицензии 60674416 (бессрочная)
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
www.gpntb.ru/ Государственная публичная научно-техническая библиотека.
www.nlr.ru/ Российская национальная библиотека.
www.nns.ru/ Национальная электронная библиотека.
www.rsl.ru/ Российская государственная библиотека.
http://www.biblioclub.ru/ интернет-портал «Университетская библиотека онлайн»
www.tests.specialist.ru/ Центр компьютерного обучения МГТУ им. Н.Э.Баумана.
www.intuit.ru/ Образовательный сайт

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, мультимедийное оборудование стационарное или переносное)
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Основной целью при изучении дисциплины является стремление показать области применения и формирование у будущих специалистов теоретических знаний и практических навыков по использованию законов молекулярной физике для широкого спектра задач в различных областях.
Для эффективного изучения теоретической части дисциплины «Молекулярная физика» необходимо:
- построить работу по освоению дисциплины в порядке, отвечающим изучению основных этапов, согласно приведенным темам лекционного материала;
- систематически проверять свои знания по контрольным вопросам и заданиям;
- усвоить содержание ключевых понятий;
- плотно работать с основной и дополнительной литературой по соответствующим темам.
Для эффективного изучения практической части дисциплины «Молекулярная физика» рекомендуется:
- систематически выполнять подготовку к практическим занятиям и лабораторным работам по предложенным преподавателем тема и методическим указаниям ;
- своевременно выполнять практические задания, лабораторные работы.
- своевременно и систематически защищать результаты своих экспериментальных исследований.
В течение семестра студенты выполняют:
- домашние задания (Case-study - анализ конкретных ситуаций, ситуационный анализ), выполнение которых контролируется и обсуждается (групповое обсуждение)на практических занятиях или перед выполнением лабораторных работ (сократический диалог - подразумевающий постановку особых вопросов в процессе беседы, которые способствуют работе мышления, концентрации внимания, адекватной оценке текущей дискуссии и своей в ней роли);
- промежуточные задания, во время практических или лабораторных работ (в форме дискуссий, дебатов)для выявления знаний по основным элементам новых разделов теории или методике проведения экспериментальных заданий;
- построение "дерева решений" для проведения наиболее эфффективного анализа методики эксперимента, непосредственного выполнения экспериментальных исследований в ходе лабораторных работ;
- обсуждают задания практических и лабораторных работ методом "Займи позицию", помогающем выяснить, какой спектр мнений может существовать по обсуждаемому вопросу и предоставляет возможность высказаться каждому, продемонстрировать различные мнения, а затем обосновать свою позицию, найти и выразить самые убедительные аргументы, сравнить их с аргументами других.