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 подготовки04.03.01. Химия
ПрофильОбщий. ФГОС 3++
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план04_03_01_Химия-1-2020
Часов по учебному плану 78
в том числе:
аудиторные занятия 42
самостоятельная работа 36
Виды контроля по семестрам
диф. зачеты: 3

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (3) Итого
Недель 18
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Практические 24 24 24 24
Сам. работа 36 36 36 36
Итого 78 78 78 78

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 направлению подготовки 04.03.01 Химия (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 17.07.2017г. №671)

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

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

Протокол от 31.08.2020 г. № 1
Срок действия программы: 2020-2021 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 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра техносферной безопасности и аналитической химии

Протокол от 31.08.2020 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.В.01

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-1:
ПК-2:
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 3 2 ПК-1, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2
1.2. Метрологические характеристики методов: чувствительность, разрешающая способность, точность. Сам. работа 3 4 ПК-1, ПК-2 Л1.1, Л1.2, 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 3 2 ПК-1, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2
2.2. Спектр. Происхождение спектров. Характеристика спектральных сигналов. Практические 3 2 ПК-1, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2
Раздел 3. Методы электронной спектроскопии.
3.1. Электронные спектры органических и неорганических веществ. Хромофоры и ауксохромы. Применение электронной абсорбционной спектроскопии. Лекции 3 2 ПК-1, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2
3.2. 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 3 2 ПК-1, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2
3.3. Решение задач по УФ спектроскопии. Практические 3 2 ПК-1, ПК-2 Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2
3.4. Методы электронной спектроскопии Сам. работа 3 8 ПК-1, ПК-2 Л1.3, Л2.1
Раздел 4. Методы колебательной спектроскопии
4.1. Колебательные уровни энергии, классификация. Переходы между различными колебательными уровнями. Фундаментальные, обертонные и составные частоты. Колебание многоатомной молекулы. Нормальные колебания. Характеристичность нормальных колебаний. Колебательный спектр. Лекции 3 2 ПК-1, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2
4.2. Методы колебательной спектроскопии: ИК спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния. Применение методов колебательной спектроскопии. Лекции 3 2 ПК-1, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2
4.3. Решение задач по ИК спектроскопии. Практические 3 2 ПК-1, ПК-2 Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2
4.4. 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 3 12 ПК-1, ПК-2 Л1.1, Л1.2, 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 взаимодействия, JC-H . Спектры ЯМР. Лекции 3 2 ПК-1, ПК-2 Л1.2, 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 3 2 ПК-1, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2
5.3. Решение задач по ЯМР спектроскопии. Практические 3 6 ПК-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 3 6 ПК-1, ПК-2 Л1.1, Л1.2, 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. Направления распада органических молекул. Типы образующихся ионов. Применение масс-спектрометрии. Лекции 3 2 ПК-1, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2
6.2. Решение задач по масс-спектрометрии. Практические 3 2 ПК-1, ПК-2
6.3. Схема анализа масс-спектров при проведении структурного анализа: характеристика общего вида спектра, анализ области молекулярного иона, анализ области легких осколочных ионов. Сам. работа 3 6 ПК-1, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2
Раздел 7. Комплексное использование методов исследование
7.1. Решение комплексных задач Практические 3 10 ПК-1, ПК-2 Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
Прикреплены к РПД
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
не предусмотрены
5.3. Фонд оценочных средств
Прикреплен к РПД
Приложения
Приложение 1.   ФОС, ФМИ - 04.03.01.doc

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Пентин Ю. А., Вилков Л. В. Физические методы исследования в химии: учеб. для вузов М.: Мир, 2003
Л1.2 Ю.А. Пентин, Л.В. Вилков Физические методы исследования в химии: Учебник 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"
Название Эл. адрес
Э1 Физические методы исследования https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=781
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