Магнетохимические, дифракционные и люминесцентные методы анализа

Магистратура 2024/2025

Статус: Курс обязательный (Химия молекулярных систем и материалов)

Направление: 04.04.01. Химия

Кто читает: Базовая кафедра неорганической химии и материаловедения Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Где читается: Факультет химии

Когда читается: 2-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Прогр. обучения: Химия молекулярных систем и материалов

Язык: русский

Кредиты: 6

Контактные часы: 80

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Курс состоит из трех частей и включает в себя разделы по магнетохимии и спектроскопии ЭПР, порошковой и монокристальной рентгеновской дифракции, а также по люминесцентной и абсорбционной спектроскопии. Первый раздел направлен на изучение методов исследования магнитных свойств веществ и материалов: спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), магнитометрии, люминесцентных методов анализа. Обучающийся научиться применять спектроскопию ЭПР и магнитные методы исследования (измерения статической и динамической магнитной восприимчивости) для помощи в решении других физико-химических задач. Будет дана последовательность пробоподготовки, проведения эксперимента, обработки экспериментальных данных. Студенты научатся делать правильные выводы по результатам первичного анализа экспериментальных данных. Студенты будут анализировать экспериментальные данные, получаемые на современных приборах. Студенты научатся получать качественную и количественную информацию на основе интерпретации полученных результатов с применением передового программного обеспечения.В рамках второго раздела студенты научатся грамотно формулировать структурные задачи и интерпретировать результаты рентгеновских дифракционных исследований в ходе собственной научной работы. Изучат основы и возможности современных дифракционных методов исследования веществ и материалов, сформируют четкое понимание генетической взаимосвязи и взаимодополняющей роли рентгеноструктурного и рентгенофазового анализа. Получат базовые практические навыки регистрации, обработки и использования в научной работе данных рентгеноструктурного и рентгенофазового анализов. Третий раздел посвящен изучению возможностей методов современной люминесцентной и абсорбционной спектроскопии в оптическом диапазоне в химии. Студенты ознакомятся с базовыми основами теории методов абсорбционной и люминесцентной спектроскопии, получат представления о возможностях конкретных спектроскопических методов и их приборной реализации. Студенты получат навыки пробоподготовки образцов для различных спектроскопических методов, освоят методы обработки, интерпретации и представления полученных данных в научной работе.

Цель освоения дисциплины

Основная цель курса – сформировать представления в области спектроскопии ЭПР и магнитных методов исследования веществ и материалов, а также дать углубленные знания, позволяющие правильно интерпретировать результаты измерений магнитных свойств и ЭПР-спектроскопии. Обучающийся будет понимать границы применимости методов; научиться применять спектроскопию ЭПР и магнитные методы исследования (измерения статической и динамической магнитной восприимчивости) для помощи в решении других физико-химических задач. Будет дана реально используемая последовательность пробоподготовки, проведения эксперимента, обработки экспериментальных данных. Студенты научатся делать правильные выводы по результатам первичного анализа экспериментальных данных. Курс имеет направленность на создание специалистов в области ЭПР-спектроскопии и магнитометрии, содержит достаточное количество лабораторных работ, на которых студенты будут анализировать экспериментальные данные, получаемые на современных приборах. Студенты научатся получать качественную и количественную информацию на основе интерпретации полученных результатов с применением передового программного обеспечения.
Целями освоения также являются: 1. формирование понимания возможностей и ограничений современных рентгеноструктурного и рентгенофазового методов анализа 2. развитие умения грамотно формулировать структурные задачи и интерпретировать результаты рентгеновских дифракционных исследований в научной работе 3. развитие базовых практических навыков регистрации, обработки и использования в научной работе данных рентгеноструктурного и рентгенофазового анализов
Освоение базовых теоретических основ методов абсорбционной и люминесцентой спектроскопии. Формирование понимая границ применимости конкретных спектральных методов, их ограничений и возможностей. Формирование умения грамотно формулировать экспериментальные задачи, адекватно выбирать экспериментальные методы, обрабатывать и интерпретировать полученные результаты спектральных измерений. Развитие базовых практических навыков работы с современными спектральными приборами, обработки полученной информации и ее использования при решении конкретных научных задач.

Планируемые результаты обучения

• Обучающийся ЗНАЕТ теоретические основы и области применения современных методов физико-химического анализа химических веществ
• Обучающийся УМЕЕТ выбирать соответствующий метод анализа для решения поставленной научной задачи
• Обучающийся ОБЛАДАЕТ базовыми практическими навыками получения экспериментальных данных изучаемых методов
• Обучающийся УМЕЕТ проводить обработку экспериментальных данных и их анализ с использованием современного программного обеспечения
• Обучающийся УМЕЕТ рационально комбинировать методы анализа для получения достоверного результата
Демонстрирует знания основных характеристик спектра ЭПР; Знает границы применимости метода; Формулирует требования к образцам; Владеет навыками интерпретации спектра ЭПР
Уверенно оперирует основными понятиями магнетохимии; Владеет знаниями об основных параметрах, получаемых в результате проведения магнетохимического эксперимента; Объясняет вид экспериментальных зависимостей;
Знает устройство рентгеновского дифрактометра и назначение его основных частей. Владеет навыком отбора кристаллов, постановки эксперимента, обработки дифракционных данных. Владеет программой Olex2 в объеме, необходимом для расшифровки и уточнения упорядоченных кристаллических структур. Знает структуру Crystallographic Information File (CIF) и умеет его заполнять.
Владеет навыками приготовления образцов для порошковой рентгеновской дифракции, постановки эксперимента, профильным анализом, индицированием порошковых рентгенограмм. Владеет программой WinXPow в объеме, необходимом для обработки данных рутинных измерений. Имеет навык работы с текстурированными и аморфизованными образцами. Умеет уточнять параметры элементарной ячейки по порошковым данным. Имеет представление о методе Ритвельда и количественном рентгенофазовом анализе.
Знает основные теоретические понятия и законы используемы в абсорбционной и люминесцентной спектроскопии. Имеет базовые представления об устройстве спектрофотометров и спектрофлуриметров. Имеет базовые представлении о конкретных методиках приготовления образцов для различных методов измерения, методах представления и интерпретации экспериментальных данных, возможностях и ограничениях конкретных методов.
Имеет базовые представлении о конкретных методиках приготовления образцов для различных методов измерения, методах представления и интерпретации экспериментальных данных, возможностях и ограничениях конкретных методов.

Содержание учебной дисциплины

Спектроскопия ЭПР
Магнитометрия
Рентгеноструктурный анализ
Рентгенофазовый анализ
Люминесцентная и абсорбционная спектороскпия

Элементы контроля

Домашние задания по разделу люминесцентной и абсорбционной спектроскопии
Контрольная работа по магнитометрии и ЭПР
Экзамен
Домашние задания по разделу порошковая и монокристальная рентгеновская дифракция
Домашние задания по разделу магнитометрия и ЭПР
Практическая работа
Оценка за практикум

Промежуточная аттестация

2024/2025 2nd module
0.15 * Домашние задания по разделу люминесцентной и абсорбционной спектроскопии + 0.075 * Домашние задания по разделу магнитометрия и ЭПР + 0.15 * Домашние задания по разделу порошковая и монокристальная рентгеновская дифракция + 0.075 * Контрольная работа по магнитометрии и ЭПР + 0.15 * Практическая работа + 0.4 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Еремейкина Елена Алексеевна
Постриганова Анастасия Владимировна

Программа дисциплины