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.О.04 |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ОПК-1 | Способен анализировать, интерпретировать и обобщать результаты экспериментальных и расчетно-теоретических работ химической направленности |
| ОПК-1.1 | Систематизирует и анализирует результаты химических экспериментов, наблюдений, измерений, а также результаты расчетов свойств веществ и материалов |
| ОПК-1.2 | Предлагает интерпретацию результатов собственных экспериментов и расчетно- теоретических работ с использованием теоретических основ традиционных и новых разделов химии |
| ОПК-1.3 | Формулирует заключения и выводы по результатам анализа литературных данных, собственных экспериментальных и расчетно-теоретических работ химической направленности |
| ОПК-3 | Способен применять расчетно-теоретические методы для изучения свойств веществ и процессов с их участием, используя современное программное обеспечение и базы данных профессионального назначения |
| ОПК-3.1 | Знает расчетно-теоретические методы, используемые для изучения свойств веществ и процессов с их участием |
| ОПК-3.2 | Использует современное программное обеспечение и базы данных при решении задач профессиональной деятельности |
| 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 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2 |
| 1.2. | Метрологические характеристики методов: чувствительность, разрешающая способность, точность. | Сам. работа | 4 | 12 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2 |
| Раздел 2. Теоретические основы спектроскопических методов исследования и регистрация спектров. | ||||||
| 2.1. | Энергия системы. Спектр. | Консультации | 4 | 20 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | |
| 2.2. | Многоатомная система. Электронные, колебательные, вращательные состояния системы. Полная энергия системы. Энергетическая диаграмма. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. Спектры веществ. | Лекции | 4 | 2 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2 |
| 2.3. | Спектр. Происхождение спектров. Характеристика спектральных сигналов. | Практические | 4 | 8 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | 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 | 4 | 4 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2 |
| 3.2. | Спектрофотометрия. Законы спектрофометрии | Консультации | 4 | 18 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | |
| 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 | 4 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2 |
| 3.4. | Решение задач по УФ спектроскопии. | Практические | 4 | 16 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.1, Л1.3, Л2.1, Л2.2 |
| 3.5. | Методы электронной спектроскопии | Сам. работа | 4 | 16 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.3, Л2.1 |
| Раздел 4. Методы колебательной спектроскопии | ||||||
| 4.1. | идентификация веществ по колебательным спектрам | Консультации | 4 | 14 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | |
| 4.2. | 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 | 4 | 6 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2 |
| 4.3. | Методы колебательной спектроскопии: ИК спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния. Применение методов колебательной спектроскопии. | Лекции | 4 | 6 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2 |
| 4.4. | Решение задач по ИК спектроскопии. | Практические | 4 | 6 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2 |
| 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 | 18 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | 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 | 4 | 4 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | 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 | 4 | 6 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2 |
| 5.3. | Решение задач по ЯМР спектроскопии. | Практические | 4 | 6 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.3, Л2.1 |
| 5.4. | Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР спектроскопия). Природа ЭПР спектров. Условие резонанса. Применение ЭПР спектроскопии в химии. | Сам. работа | 4 | 16 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2 |
| 5.5. | ПМР - спектроскопия | Консультации | 4 | 8 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | |
| 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 | 4 | 2 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2 |
| 6.2. | Решение задач по масс-спектрометрии. | Практические | 4 | 4 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | |
| 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 | 4 | 10 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2 |
| Раздел 7. Комплексное использование методов исследование | ||||||
| 7.1. | Решение комплексных задач | Практические | 4 | 8 | ОПК-3.1, ОПК-3.2, ОПК-1.1, ОПК-1.2, ОПК-1.3 | Л1.2, Л1.3, Л2.1, Л2.2 |
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 |
| Приложения |
|
Приложение 1.
ФОС, ФМИ.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 | 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).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 | ||||
| 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 |