М. Өтемісов атындағы Батыс Қазақстан мемлекеттік университеті
Жаратылыстану – география факультеті
Химия кафедрасы
5В0606 «Химия»
мамандығы бойынша кредиттік оқу жүйесінде оқитын
студенттерге арналған
« Зерттеудің физикалық әдістері»
пәні бойынша оқу-әдістемелік кешен
Курс – 3
Семестр – 6
Кредит саны - 3
Дәрістер – 30 сағат
Лабораториялық сабақтар – 15сағат
СОӨЖ – 45 сағат
СӨЖ – 45сағат
Емтихан – 6 семестр
Барлығы – 135 сағат
Орал – 2013
Пәннің оқу әдістемелік кешені Қазақстан Республикасы білім және ғылым
министрлігі. әл –Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
5В0606-«Химия» мамандығы бойынша пәндердің типтік бағдарламалары, Алматы
2007негізінде құрастырылған.
Құрастырған : Химия кафедрасының аға оқытушысы Амангосова М.Г.
Химия кафедрасының отырысында қарастырылды
11.09.2013 ж. №1 хаттама
Жаратылыстану-география факультетінің оқу-әдістемелік Кеңесінің отырысында
бекітілді
24.09.2013 ж. №1 хаттама
1. Пәннің оқу әдістемелік кешені Қазақстан Республикасы білім және ғылым
министрлігі. әл –Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
050606-«Химия» мамандығы бойынша пәндердің типтік бағдарламалары, Алматы
2007негізінде құрастырылған.
2.«Зерттеудің физикалық әдістері» курсының бағдарламасы – SYLLABUS
Оқытушы (оқытушылар) туралы мәлімет
Химия кафедрасының аға оқытушысы Амангосова Мира Ганибаевна
Офис: химия кафедрасы
Жұмыс мекен-жайы: Достық пр., 121. 17 аудитория
Жұмыс телефоны: 50-35-49
Е-mail:
Пән туралы мәлімет
Химиялық зерттеулердің физикалық әдістері
Семестр 15 оқу аптадан және 2 апта сессиядан тұрады.
Бір аптада 3 кредит сағат. Олар- байланыс сағаттар: 2дәріс. 1 лабораториялық сабақтар және
үш сағат оқытушының жетекшілігімен студенттің өзіндік жұмысынан (ОЖСӨЖ), студенттің
өзіндік жұмысынан (СӨЖ) тұрады.
Кредиттің атпаға бөліну кестесі:
Сабақтар
Өткізу
уақыты
Сабақтар
Өткізу
уақыты
Байланыс сағаты 1
(2 дәріс)
50 мин.
ОЖСӨЖ, СӨЖ
50+50 мин.
Байланыс сағаты 2
(Лаб.сабақ )
50 мин.
ОЖСӨЖ, СӨЖ
50+50 мин.
Кредит саны – 3
Өту орны: № 5 оқу ғимараты, сабақ кестесі бойынша
Оқу жоспарынан көшірме:
Курс
Семестр Кредит
саны
Дәрістер Лаб.сабақ ОЖСӨЖ СӨЖ
Барлығы Бақылау
түрі
3
6
3
30
15
45
45
135
емтихан
Кіріспе. Химиялық зерттеулердің физикалық әдістері пәнінде ультракүлгін (УК) және
инфрақызыл ядролық магниттік резонаныс (ЯМР), парамагниттік резонанс (ЭПР), қызыл
спектроскопия масс- спектроскопия, рефрактометрия және т.б. маңызды анализдің
спектральдық әдістерімен танысады. Олар қосылыстың молекулалық құрылымдары туралы
мағұлмат алуға мүмкіндік береді.
Студенттер дәрістің бірінші бөлімінде анализдің инструменттік әдістері жайында мағұлмат
алады ( потенциометрия, кондуктометрия, электрофорез, дипольдік момент әдісі, оптикалық
активтілік және оптикалық айналу), содан соң спектроскопияның жалпы мәселелері, негізгі
ұғымдар, физикалық шамаларын анықтау және өлшем біріліктері беріледі. Екінші бөлімде,
негізгі спектральдық анализ әдістерінің теориялық негізі, аспаптардың құрылымы және
олардың жұмыс істеу принциптері, қолдану аймағы, спектральдық өлшеулерде қолданылатын
ерітінділер мен басқа териалдар, оптикалық материалдар жайында мағұлматтар алады.
Курстың мақсаты:
Орта мектеп бағдарламасындағы химия пәнін жоғары деңгейде , теориялық негізін түсіндіре
алатын зерттеудің физикалық әдістерін жоғары дәрежеде меңгерген болашақ мұғалімді
дайындау.
Курстың міндеті:
Химиялық зерттеулердің физикалық әдістері оқығаннан кейін студенттер төмендегі теориялық
білімдерді алып, дағдылар мен іскерліктерді қалыптастыру тиісті:
- анализдің физикалық әдістерінің теориялық негізі, аспаптардың құрылымы және олардың
жұмыс істеу принциптері, қолдану аймағы, спектральдық өлшеулерде қолданылатын
ерітінділер мен басқа териалдар, оптикалық материалдар жайында мағұлматтар беру
- аспаптармен жұмыс істеу дағдысын қалыптастыру
- практикалық сандық жұмыстарды және олардан алынған нәтижелерді өңдеу, бірнеше
физикалық әдістерді пайдаланып есептер шығыра білуге дағдыландыру.
Пәнаралық байланыстар.
Жалпы және бейорганикалық химия, физика, математика, техника, технологиялық процестер.
Химиярың негізгі заңдары. Ерітінділер,комплексті қосылыстар. Тотығу-тотықсыздану
реакциялары. Химиялық байланыстар. Элементтер химиясы.
Физикалық шамалар, өлшем бірліктері. Электрохимия. Оптиканың , термодинамика,
кинетиканың теориялық негіздері. Матиматикалық статистика. Алгебралық функцияларды
есептеу, логарифмдеу.
Пререквизиттер: Химиялық зерттеулердің физикалық әдістері жетік меңгеру үшін жалпы
және анорганикалық, аналитикалық химияның негіздерін, физиканың, жоғарғы математиканың
( дифференциалдық, интегралдық есептеулер,логарифмдеу т. б.) негіздерін білу қажет.
Постреквизиттер: Химиялық зерттеулердің физикалық әдістері курсын оқуда алған білімдерді
келесі пәндерді меңгеру үшін қажет:
- коллоидты химия,
- химиялық технология
- заттар құрылысы
Сабақ мазмұны мен кестесі
1 апта
Кредит сағат1,2.
№ 1 дәріс
Тақырып: Кіріспе
Дәрістің мазмұны: Қазіргі кездегі инструменттік әдістердің түрлері және оларды қолдану
аймағы. Физикалық зерттеу әдістерінің жалпы сипаттамасы.
Физикалық зерттеу әдістерінің
жіктелуі:Потенциометрия,кондуктометрия,электрофорез,дипольдік момент әдісі,оптикалық
активтілік және оптикалық айналу,масс-спектроскопия,рефрактометрия.Молекулалық
спектроскопия әдістері:УК,ИҚ,ЯМР.
№ 2 дәріс
Тақырып:Физикалық зерттеу әдістерінің жалпы сипаттамалары
Атомдар мен молекулалардың физикалық қасиеттері. Физикалық қасиеттерді анықтау
әдістері. Әдістің физикалық теориясы. Тура және кері есептер. Есептің қорректілігі жөнінде
түсінік.
Әдістердің жалпы сипаттамасы мен жіктелуі. Сәуленің затпен әрекеттесуі. Жұту,
шығару,
шашырату.
Спектрокопиялық
және
дифракциялық
әдістер.
Әртүрлі
әдістердіңэнергетикалық сипаттамалары. Сезімталдық және ажырату қабілеті. Әдістің
сипаттаушы уақыты.
Дифракциялық әдістердегі шашырату амплитудалардың қатынасы.Рентгенография,
электронография, нейтронография әдістерін қолдану.
Бұл әдіспен алынған нәтижелердің басқа әдістермен алынған нәтижелерден тәуелділігі.
Әдістердің мүмкіндіктері мен қолдану шектері. Әдістерді біріктіріп қолдану.
Әдебиет: [1] 5-14., [2 ] 5-18
ОЖСӨЖ № 1,2,3
Мазмұны:
Әдістің физикалық теориясы. Тура және кері есептер. Есептің қорректілігі жөнінде түсінік.
Зерттеудің спектроскопиялық және дифракциялық әдістері
Физикалық зерттеу әдістерінің жалпы сипаттамасын (Сезімталдық және ажырату қабілеті.
Әдістің сипаттаушы уақыты.) талдау.
СӨЖ 1,2,3
Тапсырма мен сұрақтар:
рентгенография, электронография, нейтронография әдістерін қолдану. Аймақтарын
көрсетіңіздер. Рентгенография әдісін газдар мен пленкаларды зерттеу үшін тиімді ме?
Сипаттамалық уақыты қалай анықтауға болады?
Физикалық әдістердің химиядағы ролі қандай?
Физикалық әдістердің қазіргі деңгейі мен перспективалары (конспектілеу).
Жеке тапсырма 1 .
Әдебиет: [1] 5-14., [2 ] 5-18
Кредит сағат3.
№ 1 лабораториякалық сабақ(семинар)
Тақырып: Физикалық зерттеу әдістері
Мазмұны:
1. Физикалық зертеу әдістеріне жалпы сипаттама
2. Аспаптық әдістердің артықшылығы.
3. Әдістің физикалық теориясы. Тура және кері есептер. Есептің қорректілігі
4. Спектроскопия әдістері
5. Дифракциялық әдістер(рентгенография, электронография, нейтронография)
6. Рентгенография, электронография, нейтронография әдістерін қолдану.
[1] 5-14., [2 ] 5-18
2 апта
Кредит сағат1,2.
№3- дәріс
Эмиссиялық спектроскопия
Дәрістің мазмұны: Эмиссиялық спектроскопияның теориялық негіздері.
Энергия деңгейлерінің негізгі сипаттамалары. Спекторлардағы интенсивтілік пен ауысу
ықтималдылығы. Спекторлардағы интенсивтілік пен ауысу ықтималдылығы. Негізгі
элементтердің сипаттамалары. Химиялық элементтерді анықтау.
№4 дәріс
Комбинациялық шашыратудың айналмалы спектрлері
Тәжірибенің сызбасы. Лазерді пайдалану. Спектрді алу шарттары. таңдап алу ережелері.
Комбинациялық шашыратудың айналмалы спектрінің жиіліктері үшін теңдеулер. сызықтық
молекулалар жағдайы. Полюссіз молекулалардың геометриялық параметрлерін анықтау.
Әдістің шектері.
Әдебиет:
[1] 14-26., [10 ] 5-1 ; [11 ] 5-18
ОЖСӨЖ 4,5,6
Мазмұны:
Эмиссиялық спектроскопия әдісінің қысқаша теориясы
Спекторлардағы интенсивтілік пен ауысу ықтималдылығы. Спекторлардағы
интенсивтілік пен ауысу ықтималдылығы.
Комбинациялық шашыратудың айналмалы спектрінің жиіліктері үшін теңдеулер.
сызықтық молекулалар жағдайы.
Эмиссиялық спектроскопия әдісінін практикалық қолдану.
ЖКШ лазерлі техникасы
11-әдебиетің 50- ші бетіндегі бақылау сұрақтарына талдау жасау
Жеке тапсырма -1 тапсы
Әдебиет: [1] 14-26., [10 ] 2- тарау, 2,1-2,6.; [11 ] 10-50 б. 7.1.1.-7.1.3.
СӨЖ 4,5
Мазмұны:
Электромагниттік сәулелердің негізгі сипаттамалары ( толқындық және
кванттық).
Толқын ұзындықтарына сәйкес спектр аймақтары. Электромагниттік сәулелер
энериясы. (конспектілеу).
Спектрлік аспаптардың негізгі түйіндері :қоздырушы көзі ( жалын, доға,
ұшқын), дисперстеуші злемент(призма, дифракциялық тор, интерферентік
құрылғы), жарық қабылдағыш (фотопластинка және фотоэлемент).
Аспаптың принциптік оптикалық сызбасын салу
Әдебиет: [1] 19 б. 3-сурет., .; [11 ] 31 б.Рис.2.10.
Темірдің доғалық және ұшқындық спекрлерін зертту (конспектілеу).
Әдебиет: Основы аналитической химии. Практическое руководство. Под редакцией
Ю.А.Золотова.-М.:Высшая школа,2003.-463с. Практикалық жұмыс.1-4. бет. 364-372
Әдебиет: [1] 14-26., [10 ] 2- тарау, 2,1-2,6.; [11 ] 10-50 б.,127-132б
Кредит сағат3.
№ 2 лабораториялық сабақ
Тақырып: Анализдің визуалдық атомно-эмиссиялық әдісі
Мазмұны:
Лабораториялық жұмыс. Темірдің доғалық және ұшқындық спекрлерін зертту.
Әдебиет: Основы аналитической химии. Практическое руководство. Под редакцией
Ю.А.Золотова.-М.:Высшая школа,2003.-463с. Практикалық жұмыс.1-4. бет. 364-372
3 апта
Кредит сағат1,2.
№5-6 дәріс
Тақырып: Адсорбциялық спектроскопия
Дәрістің мазмұны:
Электрондық спектрлер теориясының негізі.Спектрдің ультракүлгін және көрінетін Ламберт-
Бугер-Бер заңы. Жарық сіңірудің негізгі заңынан ауытқуы. Сіңіру спектрлары. Сіңіру
спектрлерінің пайда болуы. Айналмалы спектрлар.
.
Әдебиет:
[1] 14-26., [10 ] 1-бөлім 1- тарау 1.1-1.5.; [11 ] 3.1.-3.2.2. 50-56 б. 7.1-7.2.
Основы аналитической химии. Практическое руководство. Под редакцией Ю.А.Золотова.-
М.:Высшая школа,2003.-463с. 7.4.1.с.396-400.
ОЖСӨЖ 7,8,9
Мазмұны:
Жарық сіңірудің негізгі заңы
СӨЖ сұрақтарын талдау
Жеке тапсырмалар-2
Әдебиет: [1] 14-26., [10 ] 1-бөлім 1- тарау 1.1-1.5.; [11 ] 3.1.-3.2.2. 50-56 б.
СӨЖ 7,8,9
Мазмұны: Жалынды фотометрия
Үлгідегі элементтің концентрациясын градуирлеуші қисық арқылы анықтау.
Үлгідегі элементтің концентрациясын шектеуші ерітінділер әдісі арқылы
анықтау.
Үлгідегі элементтің концентрациясын үстемелеу әдісі арқылы анықтау. (
конспектілеу ).
Талдау приборлары мен тәсілдері КФК-2 оптикалық сызба схемасын сызу ([10 ]
1-бөлім 1- тарау 1. 8. ; 1.10. 1.4. -сурет салу).
Әдебиет: [10 ] 1-бөлім 1- тарау 1. 8. ; 1.10.
Кредит сағат3.
№ 3 Лабораториялық сабақ
Тақырып: Жарық сіңірудуің негізгі заңы
Практикалық жұмыс: Ламберт-Бер-Бугер заңын қолдану аумағын анықтау.
Литература:
1. М.И. Гельфман, Практикумпо физической химии. ЛАНЬ-2004 с. Жұмыс 1 с. 197.
2. Основы аналитической химии. Практическое руководство. Под редакцией Ю.А.Золотова.-
М.:Высшая школа,2003.-463с. 7.4.1.с.396-400.
4 апта
Кредит сағат1,2.
№ 7-8 дәріс
Тақырып: Инфрақызыл спектроскопия. Тербелмелі спектроскопия.
Дәрістің мазмұны:
Тербелмелі спектроскопияның теориялық негіздері.
Көп атомды молекулалардың тербелу спектрлерін квантты –механикалық бейнелеу әдісі.
Энергия деңгейлері, олардың жіктелуі. Фундаменталдық, обертондық және құрама
жиіліктер, «ыстық» жолақтар. Тербелу спектрлері жолақтарының интенсивтігі. Таңдап алу
ережелері және ИҚ-жұту мен КШ –спектрлерінің интенсивтіктері.
Қалыпты тербелістердің формасы мен симметриясы бойынша жіктелуі.Спектрохимиялық
есептерді шешу үшін инфрақызыл спектроскопияың негізгі қолданлу аймағы.Қосылыстарды
салыстыру мен құрылымдық-топтық анализ.
Малекулалар және нормальды тербелістер симметриясы. Молекуланың тербелісі және
молекуланың инфрақызыл тербеліс спектрлері.Екі атомды молекула тербелісі.Гормоникалы
және ангормоникалы осцилляторлар спектрі.Екі атомды молекулалардың тербеліс-айналу
спектрлері.Көп атомды молекулалар тербелісі.Қалыпты тербелістер туралы түсінік.
Инфрақызыл жолақтардың интенсивтігі.
Молекулалардың симметриясын есепке алу. Молекуланың нормальды тербелістерін
тәжірибелік мәліметтер бойынша анализдеу. ИҚ және КШ –спектрлерді салыстыру және
молекуланың симметриясы жөнінде қорытынды жасау.
ИҚ
–спектроскопияның
техникасы
мен
әдістемесі.
ИҚ
–спектроскопияның
аппаратурасы, мөлдір материалдар. Қосымша ыңғайлататын аспаптар, үлгілерді дайындау.
НПВО материалдар. Алыс ИҚ –облысы техникасының ерекшеліктері. КШ –спектроскопияның
аппаратурасы, лазердік қоздырғыштардың артықшылықтары. ИҚ және КШ –спектроскопия
әдістерін салыстыру, олардың құндылықтары мен кемшіліктері.
Әдебиет: [1] 14-26., [10 ] 1-бөлім 1- тарау 1.1-1.5.; [11 ] 3.1.-3.2.2. 50-56 б.
ОЖСӨЖ 10,11,12
Мазмұны:
ИҚ-спектрлерді интерпретациялау. ИҚ спектрлерді кескіндеу әдістері
СӨЖ 10,11,12 сұрақтарын талдау
ИҚ –спектроскопияның техникасы мен әдістемесі талдау
Әдебиет: [1] 14-26., [10 ] 1-бөлім 1- тарау 1.1-1.5.; [11 ] 3.1.-3.2.2. 50-56 б.
СӨЖ 10,11,12
Мазмұны:
ИҚ –спектроскопия
Алифатты көмірсутектер туындыларындағы функционалдық топтарды анықтау.
Бір немесе бірнеше қос байланысы бар заттарды функционалдық анализдеу.
Заттың формуласын анықтау.
Орын басқан бензолдар мысалында құрылымдық талдау жүргізу. Анализделетін
заттың құрылымдық формуласын анықтау.
ИҚ –спектроскопияның техникасы мен әдістемесі Әдебиет [2] 310 беттегі 35-40
сұрақтарға жауап беру.
Әдебиет: [1] 14-26., [10 ] 1-бөлім 1- тарау 1.1-1.5.; [11 ] 3.1.-3.2.2. 50-56 б.
Кредит сағат3.
№ 4 Лабораториялық сабақ
Тақырып: Тербелмелі спектроскопия
Мазмұны:
1. Молекуланың тербелісі және молекуланың инфрақызыл тербеліс спектрлері
2.Екі атомды молекула тербелісі.
3.Гормоникалы және ангормоникалы осцилляторлар спектрі
4.Екі атомды молекулалардың тербеліс-айналу спектрлері.
5.Көп атомды молекулалар тербелісі
Практикалық жұмыс. Определение меди и цинка в природной воде.
Әдебиет: Основы аналитической химии. Практическое руководство. Под редакцией
Ю.А.Золотова.-М.:Высшая школа,2003.-463с. Жұмыс 14 с. 388-390.
5 апта
Кредит сағат1,2.
№9 -10 дәріс
Тақырып: Электрондық спектроскопия әдістері
УК -спектроскопия
Дәрістің мазмұны:
Эмиссиялық УК –спектроскопия әдісін екі атомдық молекулаларды зерттеуде қолдану.
Электрондық –тербелмелі –айналмалы күйлердің арасындағы ауысулардың ықтималдықтары.
Көп атомды молекулалардың электрондық спектрлерін зерттеуде көрінетін және УК –
облыстардағы абсорбциялық спектроскопияны қолдану. Электрондық ауысулардың жіктелуі
және оларды жекелеу.
Хромофорлар
концепциясы. Әртүрлі
ауысу
жолақтарының
интенсивтіктері. таңдап алу ережелері және тыйым салудың бұзылуы.
Әдебиет: [1] 42-48, [2] 311-342, [3] 38-53.,
ОЖСӨЖ 13,14,15
Мазмұны:
УК –спектроскопия
Заттың сипаттаушы жұту жолақтарын анықтау. Оптикалық тығыздықты өлшеу.
Оптикалық тығыздықтың концентрацияға тәуелділігі. Орынбасарлардың заттың
жұту спектріне ықпалы.
Еріткіштердің заттың жұту спектріне ықпалы. Мольдік жұту коэффициентін
анықтау.
Әдебиеттер:
[1] 42-48, [2] 311-342, [3] 38-53.,
СӨЖ 13,14,15
Мазмұны:
Жаңа буын ИК-спектрлері.
Сіңірудің электрондық спектрлерін интерпретациялау
Әдебиеттер:
[1] 42-48, [2] 342-349, [3] 50-66.,
Кредит сағат3.
№ 5лабораториялық сабақ
Тақырып: Жұтылудың электрондық молекулалық спектрлері
1. Электрондық спекторлар
2. Жұтылудың интенсивтілігі.
3. Абсорбциялық спектор аспаптарының негізгі бөліктері
Әдебиеттер:
[1] 42-48, [2] 342-349, [3] 50-66.,
6 апта
Кредит сағат1,2.
№11-12 дәріс
Тақырыбы:
УК -спектроскопия
Мазмұны: Электрондық жұту спектрлерін қолдану. Органикалық қосылыстар,
бейорганикалықжәне комплексті қосылыстар. Электрондық жұту спектрлерін сапалық,
құрылымдық және сандық анализде қолдану. Электрондық жұту спектрлеріндегі қосарланған
жүйелердің спектрлері және кеңістіктік эффектілері.
Көрінетін және УК –облыстарда қолданылатын абсорбциялық спектроскопияның
техникасы мен әдістемесі. Электрондық спектроскопия әдісін қамтитын жиілік облысының
бөліктері және оның аппаратурасы. Зерттелетін үлгілер. Әдістің сезімталдығы, оның
құндылықтары мен кемшіліктері.
Достарыңызбен бөлісу: |