04.06.01 РПУД Твердофазный синтез элементоорганических

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ШКОЛА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ(РПУД)
Твердофазный синтез элементоорганических соединений
Направление подготовки / 04.06.01, Химические науки, Химия элементоорганических
соединений
Образовательная программа «Химия элементоорганических соединений»
Форма подготовки (очная)
Школа естественных наук ДВФУ
Кафедра общей, неорганической и элементоорганической химии
курс 2 семестр 4
лекции 18 час. / 0,5 з.е.
практические занятия _______час. /____ з.е.
лабораторные работы 36 час. / 1 з.е.
всего часов аудиторной нагрузки 54 (час.) / 1,5 з.е.
самостоятельная работа 54 (час.) /1,5 з.е.
контрольные работы (количество)
курсовая работа / курсовой проект _________ семестр
зачет 4 семестр
экзамен __________ семестр
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного
образовательного стандарта высшего образования (уровень подготовки кадров высшей
квалификации), утвержденного приказом министерства образования и науки РФ от 30.07.2014
№869
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры общей, неорганической и
элементоорганической химии,
протокол № 5 от «10» декабря 2014 г.
Заведующий (ая) кафедрой Капустина А.А.
Составитель (ли):канд. хим. наук, доцент Капустина А.А.
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______
Заведующая кафедрой _______________________ __________________
(подпись)
(А.А.Капустина)
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______
Заведующая кафедрой _______________________ __________________
(подпись)
(А.А.Капустина)
АННОТАЦИЯ
Рабочая программа учебной дисциплины «Твердофазный синтез
элементоорганических веществ» разработана для аспирантов 2 курса по
направлению
04.06.01
«Химические
науки»
по
профилю
«Химия
элементоорганических соединений».
При
разработке
рабочей
программы
учебной
дисциплины
использованы Федеральный государственный образовательный стандарт
высшего образования (уровень подготовки кадров высшей квалификации) по
направлению подготовки 04.06.01 –Химические науки, учебный план
подготовки
аспирантов
по
профилю
«Химия
элементоорганических
соединений».
Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины являются:
Освоение законов твердофазного синтеза, как одного из современных
методов, на примере элементоорганических соединений;
Задачи:
1.Приобретение знаний об особенностях твердофазного синтеза.
2.Усвоение знаний о влиянии условий механохимической обработки на
состав и свойства получаемых продуктов;
3.Знакомство с термодинамическими и кинетическими факторами
твердофазных процессов.
Интерактивные формы обучения составляют 18 часов и включают в
себя проблемные лекции.
Знания, полученные при изучении данной дисциплины, способствуют
формированию общепрофессиональных и профессиональных компетенций,
используются при выполнении научно-исследовательской работы:
ОПК–1:
Способность
самостоятельно
осуществлять
научно-
исследовательскую деятельность в соответствующей профессиональной
области
с
использованием
современных
методов
информационно-коммуникационных технологий;
исследования
и
После изучения дисциплины аспирант должен:
Знать:
- современные способы использования информационно-коммуникационных
технологий в сфере изучения химии элементоорганических соединений,
Уметь:
-Выбирать
и
применять
в
профессиональной
деятельности
экспериментальные и расчетно-теоретические методы исследования.
ОПК–2 готовность организовать работу исследовательского коллектива в
области химии и смежных наук;
После изучения дисциплины аспирант должен:
Знать:основные принципы организации работы в коллективе и способы
разрешения конфликтных ситуаций;
Уметь:планировать научную работу, формировать состав рабочей группы и
оптимизировать
распределение
обязанностей
между
членами
исследовательского коллектива;
ПК-1:
способность
исследовательской
к
работы
самостоятельному
и
получению
проведению
научных
научно-
результатов,
удовлетворяющих установленным требованиям к содержанию диссертаций
на
соискание
ученой
степени
кандидата
наук
по
специальности
(направленности) 02.00.08 Химия элементоорганических соединений.
После изучения дисциплины аспирант должен:
Знать:
-Современное состояние науки в области элементоорганической химии;
-Методологию
проведения
синтеза
и
исследования
в
области
элементоорганической химии;
Уметь:
-Определять цель и задачи исследования, планировать и осуществлять
экспериментальное исследование в области химии элементоорганических
соединений
-Представлять
результаты
НИР
(в
т.ч.,
диссертационной
работы)
академическому и бизнес-сообществу
ПК-2:Способность
к
профессиональной
эксплуатации
современного
исследовательского оборудования и приборов.
После изучения дисциплины аспирант должен:
Знать:
-Современное состояние экспериментальных методов в области химии
элементоорганических соединений;
-Правила эксплуатации современного исследовательского оборудования и
приборов;
основы
-Теоретические
новейших
физико-химических
методов
исследования элементоорганических соединений.
Уметь:
-Осуществлять
элементоорганический
синтез,
используя
современное
исследовательское оборудование;
-Интерпретировать результаты ЯМР-, ИК-спектроскопии, хромато-массспектрометрии
и
других
физико-химических
методов
исследования
элементоорганических соединений.
I.СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА
Раздел 1.Процессы дефектообразования и механизм твердофазных
реакций (4час.)
Тема 1. Процессы дефектообразования и механизм твердофазных
реакций (2/2час.)
Процессы дефектообразования и механизм твердофазных реакций. Явления
разночтения в кристаллах. Взаимодействие точечных дефектов. Физикохими-ческие факторы, определяющие механизм твердофазных реакций.
Механизм твердофазных превращений без изменения состава.
Тема 2. Линейные (дислокации) и планарные дефекты (2/2 часа).
Краевая дислокация. Вектор Бюргерса. Плотность дислокаций. Теория
твердофазного взаимодействия.
Раздел 2. Метод механохимической активации – 8часов.
Тема 1. Кинетика и энергетический баланс в механохимических
превращениях (1/1 час.)
Основные понятия и методы изучения кинетики твердофазных реакций.
Энергия активизации твердофазных реакций.
Тема 2. Механохимическое активирование индивидуальных реагентов и
их смесей (1/1час.)
Механохимическое активирование индивидуальных реагентов и их смесей.
Природа активного состояния твердых тел. Физические основы механохимии
и механохимической активации. Кинетика механохимических превращений.
Тема 3.Синтез органических и элементоорганических соединений в
условиях механохимической активации (2/2час.).
Условия
механохимической
активации.
Время
синтеза,
соотношение
исходных веществ, масса насадки и полезной загрузки, тип активатора.
Тема
4.Механохимический
синтез
полиэлементоорганосилоксанов
(4/4час.)
Синтез мономерных и полимерных соединений. Особенности синтезов, в
зависимости от применяемых реакций, природы исходных веществ, условий
активации.
Синтез
полиметаллоорганосилоксанов
методом
механохимической активации. Достоинства и недостатки метода.
Раздел 3. Методы синтеза твердофазных материалов. Классификация
методов - 6часов.
Тема 1.Синтезы с использованием физических методов гомогенизации
исходной смеси (2/2час.)
Керамический метод. Самораспространяющийся
высокотемпературный
метод.Синтез с использованием высокотемпературного нагрева.
Тема 2.Синтезы с использованием химических методов гомогенизации
исходной смеси(2/2час.)
Золь-гель метод. Распылительная сушка. Сублимационная сушка.
Тема 3.Методы получения монокристаллов и тонких пленок(2/2час.)
Методы получения монокристаллов. Методы получения тонких пленок.
II. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА
Лабораторные работы (36 час.)
Занятия
№1-5. Проведение механохимического синтеза вещества.
Выделение продукта, его очистка и фракционирование. (20 час.)
Метод: Исследовательский. Работа по индивидуальному заданию.
Занятия №6 – 8 Изучение зависимости выхода продуктов от различных
факторов. Изучение состава и структуры полученных соединений (12
час.)
Метод: Исследовательский. Работа по индивидуальному заданию.
Задание на дом: Подготовка сообщения о полученных результатах.
Занятие №9. Обсуждение полученных результатов на научном семинаре
(4час.)
Метод: Научная дискуссия. Групповое обсуждение результатов.
Примеры вопросов для обсуждения:
1. Почему полученное в продуктах соотношение элементов отличается от
заданного?
2. Отличается ли состав продуктов, полученных вами в условиях
механохимической активации от аналогичных продуктов, полученных
в растворе?
3. Можете ли вы предложить механизм процесса?
III.КОНТРОЛЬ ДОСТИЖЕНИЙ ЦЕЛЕЙ КУРСА
Фонд оценочных средств прилагается.
IV. ТЕМАТИКА И ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ РАБОТ И РЕФЕРАТОВ
Не предусмотрены учебным планом.
V. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Основная литература
1.
Ярославцев, А.Б. Химия твердого тела / А. Б. Ярославцев. М.: Научный
мир,2009. – 327с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:287546&theme=FEFU
2.
Лейцин, В.Н. Моделирование связанных процессов в реагирующих
средах / В.Н. Лейцин, М.А. Дмитриева. - Калининград: Балтийский
федеральный университет, 2012. – 240с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:690271&theme=FEFU
3.
Магомедов, М.Н. Изучение межатомного взаимодействия, образования
вакансий и самодиффузии в кристаллах. – М.: ФИЗМАТЛИТ,2010. – 544с.
http://e.lanbook.com/view/book/59566/page511/
4.
Гусев, А.И. Нестехиометрия, беспорядок и дальний порядок в твердом
теле / А.И. Гусеев. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. – 857с.
http://e.lanbook.com/view/book/2681/page1/
Дополнительная литература
1.Хасанов, О.Л. Эффекты мощного ультразвукового воздействия на
структуру и свойства наноматериалов: учебное пособие / О.Л. Хасанов, Э.С.
Двилис, В.В. Полисадова, А.П. Зыкова. – Томск: Изд-во Томского
политехнического университета, 2008. – 149с.
http://window.edu.ru/resource/826/73826/files/UltrraZvuk.pdf
http://window.edu.ru/resource/826/73826
2.Миттова, И.Я. Наноматериалы: синтез нанокристаллических порошков и
получение компактных нанокристаллических материалов: Учебное пособие /
И.Я. Миттова, Е.В. Томина, С.С. Лаврушина. - Воронеж: ИПЦ ВГУ, 2007. 35с.
http://window.edu.ru/resource/578/59578
3.Баронин, Г.С. Физико-химические основы переработки полимеров в
изделия
для
машин
и
оборудования:
Лабораторный
практикум.
Методическое пособие / Г.С. Баронин, М.Л. Кербер, Е.В. Минкин, П.С.
Беляев. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. – 115с.
http://window.edu.ru/resource/519/66519
4.Шапкин, Н.П. Практикум по химии элементоорганических соединений /
Н.П.
Шапкин,
А.А.
Капустина,
И.В.
Свистунова.
–
Дальневосточного государственного университета, 2009. – 57с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:279868&theme=FEFU
Вл-к:
Изд-во