Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.umo.msu.ru/docs/poop/poop-chemphysmech-bak.doc Дата изменения: Mon Jul 4 17:53:28 2011 Дата индексирования: Mon Oct 1 19:57:05 2012 Кодировка: koi8-r

[pic]

2. Список профилей направления подготовки 020300 «Химия, физика и механика
материалов»:

- Функциональные, конструкционные материалы и наноматериалы.




3. Требования к результатам освоения основной образовательной
программы

Требования к результатам освоения основной образовательной программы
бакалавриата приводятся в разделе 5 текста ФГОС ВПО подготовки бакалавров
по направлению 020300 «Химия, физика и механика материалов».
Перечень дополнительных компетенций по профилю «Функциональные,
конструкционные материалы и наноматериалы» может дополняться учебными
заведениями в ходе подготовки бакалавров по Химии, физике и механике
материалов с учетом содержания профильных вариативных дисциплин
профессионального цикла, введения дополнительных требований к выполнению
ООП или специфики содержания их подготовки и рекомендаций работодателей.



ПРИМЕРНЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН
подготовки бакалавра по направлению 020300 «Химия, физика
и механика материалов»
Квалификация (степень) - бакалавр
Нормативный срок обучения - 4 года
|п/п |Наименование |Общая |Примерное распределение по |Форма |Примечание |
| |циклов, дисциплин и |трудоемкость |семестрам |промежуточной | |
| |разделов | | |аттестации | |
| | | | |Лекции |Семинары |Лабораторн| |
| | | | | | |ые | |
| | | | | | |работы | |
|1 |Первый закон |1 |1 |4 |2 |- |Контрольная |
| |термодинамики | | | | | |работа |
|2 |Второй закон |1 |2 |4 |2 |- |Контрольная |
| |термодинамики | | | | | |работа |
|3 |Химическое |1 |3 |4 |2 |- |Контрольная |
| |равновесие | | | | | |работа |
|4 |Фазовые |1 |4 |4 |2 |- |Контрольная |
| |равновесия, | | | | | |работа |
| |фазовые диаграмм | | | | | | |
|5 |Растворы |1 |5 |4 |2 |12 |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|6 |Растворы |1 |6 |4 |2 |12 |Контрольная |
| |элетролитов | | | | | |работа |
|7 |Кинетика |1 |7 |4 |2 |- |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|8 |Электронное |1 |8 |4 |- |- |Контрольная |
| |строение атома | | | | | |работа |
|9 |Периодический |1 |9 |4 |- |- |Контрольная |
| |закон | | | | | |работа |
|10 |Химическая связь |1 |10 |4 |2 |- |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|11 |Теории химической|1 |11 |4 |2 |- |Контрольная |
| |кинетики | | | | | |работа |
|12 |Химия галогенов |1 |12 |4 |2 |24 |Коллоквиум, |
| |(17 группа) | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|13 |Химия элементов |1 |13 |4 |2 |24 |Коллоквиум, |
| |16 группы | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|14 |Химия элементов |1 |14 |4 |2 |24 |Коллоквиум, |
| |15 группы | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|15 |Химия элементов |1 |15 |4 |2 |24 |Коллоквиум |
| |14 группы | | | | | | |
|16 |Химия бора |1 |16 |4 |2 |24 |Коллоквиум, |
| | | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
| | | |17-18 |8 |8 |- |Зачет, экзамен |
|17 |Химия элементов |2 |1 |4 |2 |8 |Коллоквиум, |
| |18 группы | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|18 |Химия элементов 1|2 |2 |4 |2 |8 |Коллоквиум, |
| |группы | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|19 |Химия элементов 2|2 |3 |4 |2 |8 |Коллоквиум, |
| |группы | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|20 |Химия элементов |2 |4 |4 |2 |8 |Коллоквиум, |
| |13 группы | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|21 |Комплексные |2 |5 |4 |2 |8 |Коллоквиум, |
| |соединения | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|22 |Химия элементов 4|2 |6 |4 |2 |8 |Коллоквиум, |
| |группы | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|23 |Химия элементов 5|2 |7 |4 |2 |8 |Коллоквиум, |
| |группы | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|24 |Химия элементов 6|2 |8 |4 |2 |8 |Коллоквиум, |
| |группы | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|25 |Изополи- и |2 |9 |4 |2 |8 |Коллоквиум, |
| |гетерополиметалла| | | | | |Контрольная |
| |ты | | | | | |работа |
|26 |Химия элементов 7|2 |10 |4 |2 |8 |Коллоквиум, |
| |группы | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|27 |Химия элементов 8|2 |11 |4 |2 |8 |Коллоквиум, |
| |группы | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|28 |Химия элементов 9|2 |12 |4 |2 |8 |Коллоквиум, |
| |группы | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|29 |Химия элементов |2 |13 |4 |2 |8 |Коллоквиум, |
| |10 группы | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|30 |Химия элементов |2 |14 |4 |2 |8 |Коллоквиум, |
| |11 группы | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|31 |Химия элементов |2 |15 |4 |2 |- |Коллоквиум, |
| |12 группы | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|32 |Химия элементов 3|2 |16 |4 |2 |- |Коллоквиум, |
| |группы, лантаниды| | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|33 |Химия актинидов |2 |17 |4 |2 |- |Коллоквиум, |
| | | | | | | |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|34 |Курсовая работа |2 |15-18 |- |- |32 |Защита с оценкой |
| | |2 |18 |4 |2 | |Зачет, Экзамен |



Структура и содержание дисциплины: «МАТЕРИАЛЫ - ПРОШЛОЕ, НАСТОЯЩЕЕ БУДУЩЕЕ»


Общая трудоемкость дисциплины составляет 1 зачетную единицу 36
часов.

| | |Сем|Неделя|Виды учебной работы, включая |Формы текущего |
| |Раздел |ест|семест|самостоятельную работу |контроля |
|? |Дисциплины |р |ра |студентов и трудоемкость (в |успеваемости (по |
|п/п| | | |часах) |неделям семестра)|
| | | | | | |
| | | | | |Форма |
| | | | | |промежуточной |
| | | | | |аттестации (по |
| | | | | |семестрам) |
| | | | |Лекции |Семинары |Лабораторн| |
| | | | | | |ые | |
| | | | | | |работы | |
|1 |Введение |1 |1 |2 |- |- |Контрольная |
| | | | | | | |работа |
|2 |Водород как сырье|1 |2 |2 |- |- |Контрольная |
| |и материалы | | | | | |работа |
|3 |Щелочные металлы |1 |3 |2 |- |- |Контрольная |
| |и их соединения в| | | | | |работа |
| |технике и | | | | | | |
| |технологии | | | | | | |
|4 |Щелочные металлы |1 |4 |2 |- |- |Контрольная |
| |и их соединения в| | | | | |работа |
| |современных | | | | | | |
| |материалах | | | | | | |
|5 |Бор, алюминий, |1 |5 |2 |- |- |Контрольная |
| |галлий, индий, | | | | | |работа |
| |таллий и их | | | | | | |
| |соединения в | | | | | | |
| |современной | | | | | | |
| |технике и | | | | | | |
| |технологиях | | | | | | |
|6 |Материалы на |1 |6 |2 |- |- |Контрольная |
| |основе 3d | | | | | |работа |
| |элементов | | | | | | |
|7 |Материалы на |1 |7 |2 |- |- |Контрольная |
| |основе 4d | | | | | |работа |
| |элементов | | | | | | |
|8 |Материалы на |1 |8 |2 |- |- |Контрольная |
| |основе 5d | | | | | |работа |
| |элементов | | | | | | |
|9 |Материалы на |1 |9 |2 |- |- |Контрольная |
| |основе 4f и 5d | | | | | |работа |
| |элементов | | | | | | |
|10 |Галогенидные |1 |10 |2 |- |- |Контрольная |
| |материалы | | | | | |работа |
|11 |Халькогенидные |1 |11 |2 |- |- |Контрольная |
| |материалы | | | | | |работа |
|12 |Материалы на |1 |12 |2 |- |- |Контрольная |
| |основе элементов | | | | | |работа |
| |5d подгруппы | | | | | | |
| |главной группы | | | | | | |
| |периодической | | | | | | |
| |системы | | | | | | |
|13 |Материалы на |1 |13 |2 |- |- |Контрольная |
| |основе элементов | | | | | |работа |
| |4d подгруппы | | | | | | |
| |главной группы | | | | | | |
| |периодической | | | | | | |
| |системы: | | | | | | |
| |углеродные | | | | | | |
| |материалы | | | | | | |
|14 |Материалы на |1 |14 |2 |- |- |Контрольная |
| |основе элементов | | | | | |работа |
| |4d подгруппы | | | | | | |
| |главной группы | | | | | | |
| |периодической | | | | | | |
| |системы: | | | | | | |
| |силикатные | | | | | | |
| |материалы | | | | | | |
|15 |Высокомолекулярны|1 |15 |2 |- |- |Контрольная |
| |е соединения | | | | | |работа |
| |(ВМС) как | | | | | | |
| |материалы | | | | | | |
|16 |Благородные газы |1 |16 |2 |- |- |Контрольная |
| |в химии, физике и| | | | | |работа |
| |технологии | | | | | | |
| | |1 |17-18 |4 |4 | |Зачет, экзамен |


5. Рекомендуемые образовательные технологии

В соответствии с ФГОС ВПО подготовки бакалавров по направлению 020300
«Химия, физика и механика материалов», ее отличительной особенностью
является обязательная научно-исследовательская работа студентов.
Практические навыки научно-исследовательской работы приобретаются
студентами под руководством индивидуальных кураторов с 1-го курса обучения
и в период стажировок в ведущих отечественных и зарубежных
материаловедческих центрах - на старших курсах. Проведение ежегодных
семестровых научно-студенческих конференций (в конце первого курса - это
публичная защита курсовой работы) формирует у студентов способность
обобщать полученные результаты и отстаивать их в научной дискуссии. Все это
способствует формированию исследователей-материаловедов с квалификацией,
отвечающей самым высоким международным стандартам и позволяющей сократить
период адаптации выпускника на начальном этапе самостоятельной работы.



6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины.

Для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации по
дисциплине могут использоваться: устный опрос (УО) в виде собеседования,
коллоквиума, теста; письменные работы (ПР) в виде эссе, рефератов,
контрольных работ (КР); зачет и экзамен. Оценка на экзамене может быть
выставлена по результатам всех перечисленных форм контроля и промежуточной
аттестации. Курсовая работа, завершающая второй семестр, посвящается
синтезу и исследованию неорганического объекта. Она выполняется в научной
группе под руководством индивидуального куратора студента. Защита курсовой
работы, представляемой в рукописном виде, носит характер публичной защиты:
представляется устный научный доклад (перед членами комиссии и
однокурсниками), задаются вопросы, на которые докладчик представляет
ответы. В научной дискуссии по теме доклада может принять участие любой из
присутствующих. Оценка по курсовой работе учитывает: содержание и
оформление курсовой работы и ее презентации, содержание научного доклада и
ответов на вопросы.

Образцы примерных вопросов и заданий для текущего контроля освоения
дисциплины, учитывающие формируемые знания, умения и владения

Ниже приведены выборочные примеры вопросов для проведения текущего,
промежуточного и итогового контроля, подготовленные по некоторым
дисциплинам учебного плана и опробованные преподавателями факультета наук о
материалах МГУ. УМО «Химия, физика и механика материалов» считает, что
форму опроса - устный опрос, письменный опрос или тестирование, объем
заданий для внеаудиторных занятий и количество вопросов в заданиях, тестах
и экзаменационных билетах каждый вуз должен определять самостоятельно. Весь
материал, вопросы и задания, которые вузы могут использовать для контроля
знаний студентов, приводится в авторской редакции.

Неорганическая химия

1. Текущий контроль - тесты, 5-минутные контрольные работы на семинарских
занятиях, собеседование перед выполнением практических занятий.

Тесты


Примеры заданий

Тест 1

| |В атмосфере какого окисла азота гаснет | | |
| |тлеющая лучинка? | | |
| | | | | | | | |
|1 | NO | | | | | | |
|2 | NO2 | | | | | | |
|3 | N2O | | | | | | |
|Вопрос |Каков один из продуктов взаимодействия и | | |
|2. |сумма | | |
| |коэффициентов в правой части уравнения | | |
| |реакции | | |
| |N2H4 + CuCl2 в щелочной среде?| | | | |
|1 |Cu 8 | | | | | | |
|2 |Cu 11 | | | | | | |
|3 |Cu2O 17 | | | | | | |
|4 |Cu2O 8 | | | | | | |
|Вопрос |Какое соединение образуется при | | |
|3. |взаимодействии | | |
| |белого фосфора с избытком | | | |
| |раствора AgNO3 ? | | | |
|1 |H3PO3 | | | | | | |
|2 |H3PO2 | | | | | | |
|3 |H3PO4 | | | | | | |
|4 |(HPO3)*X | | | | | | |
|Вопрос |Какое соединение образуется при | | |
|4. |взаимодействии | | |
| |раствоар H3PO3 c AgNO3 при | | | |
| |нагревании ? | | | |
|1 |PH3 | | | | | | |
|2 |H3PO4 | | | | | | |
|3 |Ag3PO4 | | | | | | |
|4 |H3PO2 | | | | | | |
|Вопрос |Какое соединение является наиболее сильным | |
|5. |окислителем? | |
| | | | | | | | |
|1 | KBiO3 | | | | | | |
|2 | NaH2PO4 | | | | | | |
|3 | Na3AsO4 | | | | | | |
|4 | Na[Sb(OH)6] | | | | | |
|Вопрос |При какой температуре будет устойчива | | |
|6. |смесь NO2 и | | |
| |N2O4, в которой P(NO2) = P(N2O4) = 1 атм? | | |
| |Необходимые | | |
| |термодинамические константы взять из | | |
| |`Практикума`. | | |
|1 |46 С | | | | | | |
|2 |0 С | | | | | | |
|3 |100 С | | | | | | |
|4 |319 С | | | | | | |
|Вопрос |Напишите уравнение реакции KMnO4 + Na2HPO3| | |
|7. |+ H2SO4 --> | | |
| |и подсчитайте сумму коэффициентов в правой| | |
| |части | | |
| |уравнения. Укажите продукт окисления | | |
| |Na2HPO3. | | |
|1 |5 P2O5 | | | | | | |
|2 |15 (HPO3)n | | | | | | |
|3 |16 H3PO4 | | | | | | |
|4 |10 Na2HPO4 | | | | | |
|Вопрос |Как меняются окислительные свойства высших | |
|8. |кислородсодержащих | |
| |кислот элементов VА группы (рассмотреть | |
| |RedOx-пары NO3{-}/(1/2)N2; | |
| |H3PO4/(1/4)P4; H3AsO4/As; HSb(OH)6/Sb; | |
| |Bi2O5*x(H2O)/Bi; pH=0. | |
|1 | Bi > N > As > Sb приближенно | | | |
| |равны P | | | |
|2 | N > P > As > Sb > Bi | | | | | |
|3 | N > Bi > As приближенно равны | | | |
| |Sb > P | | | |
|4 | Bi > N > P приближенно равны As| | | |
| |> Sb | | | |


5-минутные контрольные работы

Вариант 1

Напишите уравнения реакций и укажите условия их проведения

NH4BF4 -> BF3 -> BBr3 -> B -> H3BO3 -> BN -> B2O3



Вариант 2

1. Как исходя из TiO2(рутил), получить K2TiF6 (уравнения реакций, условия
их проведения).

2. Для соединения CsTi(SO4)2*12H2O в спектрах поглощения фиксируются
максимумы при 19900 и 16600 см-1. Рассчитайте 10Dq (в см-1) для данного
комплекса, определите ? (величину расщепления еg орбиталей, см-1),
определите магнитный момент комплекса (мБ).

Вопросы для получения доступа к выполнению лабораторных работ.

1. Почему при получении диоксида серы необходимо к сухому хлориду натрию
добавлять несколько капель концентрированного раствора соляной
кислоты?
2. Почему при восстановлении металлов водородом необходимо проверять
прибор на герметичность, а получающийся водород на чистоту?
3. Правила работы с жидким бромом.
4. Для проведения продолжительного синтеза объясните, какой реагент лучше
выбрать для получения тока хлора - перманганат калия или оксид
марганца(IV)?


Промежуточный контроль - коллоквиумы, курсовые контрольные работы.

Вопросы коллоквиумов.

Вариант 1.

1. Кислородные соединения ванадия.

2. Комплексные соединения титана(II). Строение, получение и свойства

3. Способы перевода двуокиси титана в растворимые формы титана.

4. Максимумы поглощения иона VO(OH)42+ фиксируются при 12930 см-1 и 15630
см-1. Каким переходам соответствуют эти максимумы? Определите их энергии.

5. Низшие галогениды циркония и гафния.



Вариант2.

1. Анионы высших кислородных кислот элементов V группы. Строение, свойства,
получение.

2. Термическая устойчивость аммонийных солей.

3. Галогениды фосфора. Строение, свойства, получение.

4. Предложите и обоснуйте способ синтеза H3PO2 исходя из Ba(OH)2 и Р4.
Предложите способы оценки чистоты получаемого продукта. Какую соль данной
кислоты удобнее выделять из водных растворов?

5. Гидразин и гидроксиламин. Сравнений свойств, получение.

6. Определите рН 0.1 М раствора фосфита калия если для H3PO2 pK1=1.80,
pK2=6.20. Какие процессы происходят при добавлении к этому раствору нитрата
серебра, как меняется при этом рН?

Контрольная работа. Вариант 1.

1. Напишите уравнения следующих превращений и укажите условия их
проведения:

TiO2 -> TiCl4 -> TiCl3(безв) -> Ti(OH)3 -> TiO2*xH2O -> H2TiCl6 -> K2TiCl6
-(+NH3aq изб)->?

2. 3.25 г металла А растворили в азотной кислоте, при этом выделился бурый
газ Б и образовался окрашенный раствор, содержащий катион В. В спектре
раствора имеются две широкие полосы при 13200 см-1 и 16000 см-1. При
взаимодействии полученного раствора с избытком концентрированного раствора
аммиака был получен коричневый осадок Г, который отделили и прокалили на
воздухе до постоянной массы. При этом образовалось 5.75 г желто-оранжевого
вещества Д. При взаимодействии Д с концентрированной HCl выделяется газ Е и
образуется темно-желтый раствор Ж.

А) определите вещества А-Ж.

Б) напишите уравнения упоминаемых реакций

В) укажите геометрическое строение катиона В в водном растворе

Г) напишите уравнения следующих реакций вещества Д: с раствором Na2CO3, с
SOCl2, с алюминием.

3. Для комплексных катионов [Cr(H2O)6]3+ и [Cr(H2O)6]2+ определите:

А) электронную конфигурацию центрального иона (dn)

Б) геометрическое строение обоих катионов

В) количественно сопоставьте величины энергий расщепления d-орбиталей в
поле лигандов.

Г) количественно сопоставьте величины энергий стабилизации кристаллическим
полем.



Материалы - прошлое, настоящее, будущее (химические, экономические,
экологические и социальные аспекты неорганического материаловедения)

Вопросы текущего контроля.

Вариант 1.

1. Какой тип проводимости (n или p) будет наблюдаться в кристалле PbTe,
содержащем некоторый избыток Pb? Te?

2. В каких простых веществах вы можете ожидать проявления ферромагнитных
свойств? Ответ обоснуйте.

3. Что такое керамические материалы?

4. Что такое петля магнитного гистерезиса?

Вариант 2.

1. Какой тип проводимости (n или p) будет наблюдаться в кристалле Si,
легированном Sb? Al? P? In?

2. Сравните разные способы хранения водорода применительно к использованию
в а) автомобилях; б) мощных стационарных источниках бесперебойного питания.

3. Чем отличаются конструкционные материалы от функциональных?

4. Что такое магнитножесткие и магнитномягкие материалы?

Вариант 3.

1. Чем полупроводники отличаются от материалов с металлической
проводимостью? Диэлектриков?

2. В каких простых оксидных материалах вы можете ожидать проявления
ферромагнитных свойств? Ответ обоснуйте.

3. Что такое керамические материалы?

4. Что такое композитные материалы?

Вариант 4.

1. В каких простых веществах вы можете ожидать проявления ферромагнитных
свойств? Ответ обоснуйте.

2. Какие вы знаете основные способы очистки веществ?

3. Чем отличаются конструкционные материалы от функциальных?

4. Чем различаются биоактивные, биосовместимые и биорезорбируемые
материалы?





7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Учебники и учебные пособия:

1. Ю.Д.Третьяков, Л.И.Мартыненко, А.Н.Григорьев, А.Ю.Цивадзе Неорганическая
химия. Химия элементов. Т. 1. Т.2. М. Издательство МГУ. ИКЦ «Академкнига».
2007.

2. Н.С.Ахметов. Общая и неорганическая химия. М., Высшая школа, 1988.

3. Анорганикум,(под.ред. Л.Кольдица). М. Мир. 1984.

4. В.И.Спицын, Л.И.Мартыненко.Неорганическая химия. М.. МГУ. 1991.

5. В.И.Спицын, Л.И.Мартыненко. Неорганическая Химия. М.: Высшая школа.
1988.
6.Ф.Коттон, Дж.Уилкинсон, Основы неорганической химии, М., Мир, 1979.
7. А.В.Кнотько, И.А.Пресняков, Ю.Д.Третьяков. Химия твердого тела. М.
Academia. 2006.

8. Ю.Д.Третьяков, В.И.Путляев. Введение в химию твердофазных материалов. М.
Издательство МГУ. Издательство Наука. 2006.
9. Практикум по неорганической химии (под ред. В.П. Зломанова). МГУ. 1994.
10. Практикум по неорганической химии (под ред. Ю.Д.Третьякова). М.
Academia. 2004


По курсу «Общая химия»:

Основная литература

1. Ю.Д.Третьяков, Л.И.Мартыне