Тема 1. Задачи курса Тема 2. Классификация методов измерения свойств

Тема 6. Кондуктометрия

Тема 7. Методы измерения поверхностного натяжения

Тема 8. Рефрактометрия

Модуль 2. Современные спектральные метода анализа

Тема 11. Молекулярно-спектроскопические методы

Тема 12. Атомно-спектроскопические методы

Тема 13. Рентгеновские методы

Тема 14. Масс-спектрометрия

В результате изучения дисциплины студент должен:

1. Основы физико-химических методов, их применение для количественного и качественного определения элементов.

2. Современные приборы и аппаратуру для измерения физико-химических свойств систем.

3. Влияние различных факторов, аппаратных функций на чувствительность и селективность методов.

1. Применять данные по физико-химическим свойствам для анализа многокомпонентных систем.

2. Находить точную взаимосвязь аналитического сигнала с содержанием определяемого компонента.

3. Правильно выбрать метод для решения конкретных аналитических и физико-химических задач; оптимизировать условия анализа.

1. Навыками планирования и проведения химического эксперимента.

2. Владеть математическими функциями для определения концентрации элементов с использованием аналитического сигнала.

Виды учебной работы: лекционный курс, лабораторные работы, самостоятельное изучение теоретического курса, оформление и подготовка к защите лабораторных работ.

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом в 7 семестре.

Аннотация дисциплины
Компьютерное моделирование в химии

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единиц (108 час).

Целью изучения дисциплины является: формирование студентами знаний о современных вычислительных технологиях, применительно к компьютерному моделированию вещества; приобретение навыков свободного ориентирования в научной литературе по теоретическим исследованиям с использованием современных методов вычислительной химии и данных физического эксперимента; готовности к продолжению образования в аспирантуре и работе в научных центрах. В сфере познавательной деятельности данная дисциплина имеет своей целью приобретение высокой востребованности выпускника на рынке труда. В области воспитания личности преследуется цель развития научной и профессиональной этики, творческих способностей, коммуникативности, настойчивости в достижении цели.

Задачами изучения дисциплины является:

- изучение теоретических методов химии; получение навыков расчетов и моделирования свойств вещества для последующего применения в научно-исследовательской деятельности;

- приобретение навыков формализации объекта моделирования на базе поставленных целей и задач исследования, формулирования информационной, знаковой, математической и компьютерной моделей;

- умение выбирать метод и способ реализации численного моделирования, компьютерного эксперимента;

- обучение анализу результатов, полученных в ходе компьютерного моделирования, сопоставлению с имеющимися теоретическими представлениями и экспериментальными данными, представленными в научной литературе.

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов), включая 1.5 зач.ед. аудиторных занятий и 1.5 зач.ед. самостоятельной работы студента. В рамках аудиторных занятий предполагается проведения 1 зач.ед. лекционных и 0.5 зач.ед. практических занятий.

Основные дидактические единицы (разделы):

Модуль 1. Основные понятия и определения (5 ч.).

Введение. Понятия - модель и моделирование. Свойства модели, классификация.

Математическое моделирование.

Алгоритм.

Методы. Критерии выбора метода моделирования.

Метод молекулярной динамики.

Метод Монте-Карло.

Методы квантово-химического моделирования. Полуэмпирические методы.

Методы «ab initio». Теория функционала плотности.

Методы «ab initio». Метод Хартри - Фока.

Модуль 4. Современные программные комплексы молекулярного моделирования вещества (3 ч.).

Модуль 5. Компьютерное конструирование неорганических соединений (11 ч.).

Цели и задачи компьютерного конструирования неорганических соединений. Способы реализации.

Эвристические подходы для предсказания образования и свойств соединений.

Двух- и трехмерные классифицирующие закономерности.

Многомерные классифицирующие закономерности.

Системы искусственного интеллекта для построения многомерных классифицирующих закономерностей

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: основные понятия; подходы и способы реализации естественнонаучных моделей; методологию численных, квантово-химических методов моделирования и построения двух-, трех- и многомерных классифицирующих закономерностей.

уметь: формулировать цели и задачи моделирования естественнонаучного объекта или явления, проводить формализацию объекта моделирования; выбирать и обосновывать метод моделирования, реализовывать компьютерный эксперимент с применением современных молекулярных вычислительных программных средств, проводить анализ и сопоставлением полученных результатов моделирования с имеющимися литературными данными.

владеть: навыками пользования современными молекулярными вычислительными программными средствами, сопоставления и анализа научной информации, представления полученных результатов в виде отчета, презентации и сообщения.

Виды учебной работы: программа курса предполагает, помимо прослушивания лекционного курса, выполнение практических заданий и самостоятельной работы.

Изучение дисциплины заканчивается проверкой уровня знаний студента в виде зачета.

Аннотация дисциплины

Реакции твердых тел

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов)

Целью изучения дисциплины является: получение студентами знаний по химии твердого тела и некоторым ее приложениям в материаловедении и технологии неорганических веществ

Задачей изучения дисциплины является: формирование навыков, которые дадут возможность студентам понимать взаимосвязь между составом, электронным строением, дефектностью, свойствами и реакционной способностью твердофазных веществ, дадут знания о важнейших типах материалов и процессов, для которых определяющее значение имеют характеристики твердого тела и его поверхности.

Структура дисциплины: лекции (36 ч), практические занятия (18 ч), самостоятельная работа (изучение теоретического курса, домашние задания - 54 ч).

Основные дидактические единицы (разделы):

- электронное строение твердых тел, дефекты в твердых телах,

- основные свойства твердых веществ, типы функциональных материалов;

- методы исследования твердых тел и их реакций;

- термодинамика, кинетика и механизм реакций с участием твердых тел, способы управления реакциями.

В результате изучения дисциплины студент должен:

Виды учебной работы: лекции, практические занятия, самостоятельная работа.

Изучение дисциплины заканчивается: зачет в 8 семестре
Аннотация дисциплины
Фазовые равновесия и геометрическая термодинамика

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 зачетных единиц (144 час).

Целью изучения дисциплины является: получение студентами углубленных знаний о термодинамическом подходе описания взаимодействия веществ и их фазовых превращениях, что даст возможность целенаправленно регулировать многие технологические процессы, в том числе такие, как создание новых материалов с заданными свойствами, совершенствование в экологическом и физико-химическом плане уже существующих технологий; приобретение сведений необходимых для выполнения научно-исследовательских работ, а по окончании обучения в вузе – для грамотной, эффективной работы в сфере профессиональной деятельности.

Основными задачами изучения дисциплины является ознакомление студентов с методикой описания фазовых превращений, правилами построения и анализа диаграмм состояния, способами расчета термодинамических параметров; формирование у студентов компетенций, которые дадут возможность студентам эффективно применять в профессиональной деятельности полученные знания, умения и навыки.

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы

Тема 1. Введение. Задачи, программа и содержание курса. Полупроводники и диэлектрики в современной технике.

Фазовые равновесия в системах на основе металлов, полупроводников и диэлектриков. Диаграммы фазового равновесия (диаграммы состояния). Т-Х-диаграммы состояния двухкомпонентных систем. Диаграммы с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях. Построение и анализ диаграмм состояния с неограниченной растворимостью по данным об изменении термодинамического потенциала.

Диаграммы состояния двухкомпонентных систем с ограниченной растворимостью компонентов. Переход от неограниченной растворимости к ограниченной. Диаграммы состояния с эвтектическим превращением. Диаграммы состояния с перитектическим превращением. Диаграммы состояния с химическими соединениями.

Роль диаграммы состояния при выборе условий кристаллизации и термической обработки. Коэффициенты распределения. Равновесный коэффициент распределения. Т-Х-диаграммы состояния трех- и четырехкомпонентных систем. Р- Т-Х-диаграммы

Гетерогенные равновесия в двухкомпонентных системах с полупроводниковым соединением. Общая характеристика диаграмм состояния. Диаграммы состав-свойство. Отклонение от стехиометрии. Термодинамический анализ гетерогенных равновесий.

Гетерогенные равновесия в трехкомпонентных системах с двумя двойными соединениями. Общая характеристика трехкомпонентных систем. Квазибинарные системы. Тройные системы. Диаграммы состав-свойство. Термодинамический анализ гетерогенных равновесий.

Модуль 2. Геометрическая термодинамика (18 ч.)

Зависимость энергии Гиббса от температуры и давления. Зависимость энергии Гиббса от состава двухкомпонентной системы. Построение диаграмм методом геометрической термодинамики. Построение диаграммы состояния с простой эвтектикой. Уравнение кривой ликвидуса при постоянном давлении Анализ уравнения Шредера - Ле-Шателье. Линии ликвидуса при кристаллизации твердых растворов неограниченного состава. Расчет диаграмм состояния по термодинамическим данным. Расчет термодинамических характеристик жидкого сплава на основании фазовой диаграммы

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

• 
  основные понятия и принципы построения фазовых диаграмм, как теоретической базы химической технологии и технологии получения и очистки материалов;
  
• 
  суть фазовых превращений, что даст возможность целенаправленно регулировать многие технологические процессы, в том числе такие, как создание новых материалов с заданными свойствами;
  
• 
  основные физико-химические методы экспериментального и расчетного способов получения фазовых диаграмм состояния;
  

• 
  применять термодинамический подход к описанию взаимодействия веществ и их фазовых превращений;
  
• 
  предсказывать возможные типы диаграмм, используя классический метод геометрической термодинамики;
  
• 
  использовать полученные знания для обсуждения экспериментальных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных;.
  
• 
  работать с установками и приборами, применяемыми в физико-химических исследованиях;
  

• 
  практическими навыками проведения химического эксперимента с использованием физико-химических методов исследования;
  
• 
  методикой построения и анализа фазовых диаграмм состояния;
  
• 
  теоретическими навыками для анализа практических вопросов геометрической термодинамики и термодинамики фазовых превращений;
  

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом в 8 семестре

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 2 зачетные единицы (400 часов).

Целью изучения дисциплины является: формирование физической культуры личности и способности направленного использования разнообразных средств физической культуры, спорта и туризма для сохранения и укрепления здоровья, психофизической подготовки и самоподготовки к будущей профессиональной деятельности.

Задачей изучения дисциплины является: обеспечение физической и психофизиологической составляющей при гармоническом развитии личности будущего специалиста, содействие естественному процессу физического развития организма молодежи студенческого возраста – достижение общей физической и функциональной подготовленности, соответствующей полу и возрасту студентов, сохранение и укрепление здоровья студентов в период напряженного умственного труда в высшем учебном заведении, формирование физической и психофизиологической надежности выпускников к будущей профессиональной деятельности посредством профессионально-прикладной физической подготовки.

Основные дидактические единицы (разделы):

Теоретический раздел - формирующий мировоззренческую систему научно-практических знаний и отношение к физической культуре

Практический раздел - обеспечивающий операциональное овладение методами и способами физкультурно-спортивной деятельности для достижения учебных, профессиональных и жизненных целей личности, и учебно-тренировочного, содействующего приобретению опыта творческой практической деятельности, развитию самодеятельности в физической культуре и спорте в целях достижения физического совершенства, повышения уровня функциональных и двигательных способностей, направленному формированию качеств и свойств личности;

Контрольный раздел - определяющий дифференцированный и объективный учет процесса и результатов учебной деятельности студентов.

В результате изучения дисциплины студент должен:

Виды учебной работы: аудиторные занятия (лекционные, практические).