УЧЕБНА ПРОГРАМА

ИНСТРУМЕНТАЛНИ МЕТОДИ ЗА АНАЛИЗ В ХИМИЯТА

За студенти III курс от специалности “Компютърна химия”, „Химия с маркетинг“ и „Химия с английски език“

Разпределение по седмици:

Доц. д-р Пламен Пенчев –  15 седмици лекции

Гл. ас. д-р Кирил Симитчиев – 5 седмици упражнения

Ас. Стефка Начкова – 10 седмици упражнения

Колоквиуми и изпит:

К1. Вибрационна спектроскопия

К2. ЯМР

Из. Изпитът е тест от 38 въпроса.

Крайна оценка:

Оцeнка  =  К1 * 0.30 + К2  * 0.20 + Изп *0.50,

Където К1 и К2 са оценките от двата коллоквиума, а Изп е оценката от крайния изпит (тест)

Изпит по дисциплината:

Изпитът е пасивен тест от 38 въпроса. Всеки въпрос има пет отговора, от които само един е верен. Тестът е съставен от 4 варианта, а 38те въпроса са разпределени между областите ИЧ и Раман спектроскопия, ЯМР спектроскопия и Атомна спектрометрия по следния начин: 18 + 10 + 10.

Студенти, които имат оценка на двата колоквиума в интервала 5.50 – 6.00 се освобождават от изпит с оценка Отличен 6! Тези, които имат оценка интервала 4.75 – 5.49 се освобождават от изпит с оценка Много добър 5!

Оценките от теста като функция на броя верни отговори са следните:

14 верни отговора – 3.00

15 верни отговора – 3.10

16 верни отговора – 3.20

17 верни отговора – 3.30

18 верни отговора – 3.40

19 верни отговора – 3.50

20 верни отговора – 3.60

21 верни отговора – 3.70

22 верни отговора – 3.80

23 верни отговора – 3.90

24 верни отговора – 4.00

25 верни отговора – 4.20

26 верни отговора – 4.40

27 верни отговора – 4.60

28 верни отговора – 4.80

29 верни отговора – 5.00

30 верни отговора – 5.20

31 верни отговора – 5.40

32 верни отговора – 5.60

33 верни отговора – 5.80

34 верни отговора – 6.00

ИЗИСКВАНИЯ КЪМ СТУДЕНТИТЕ

1. Според правилника на ПУ (или някакво неписано правило) лекциите не са задължителни за посещение, но лекторът ще прави проверка на присъствието на студентите. При отсъствие на студент от дадена лекция, консултации по темата на лекцията не се дават.

2. Допуска се само едно неприсъствие на упражнение – при повече студентът няма да получи заверка на семестъра.

3. По време на лекции и упражнения се изисква спазване на правилника на ПУ и тишина от студентите в границите на ниво, което не пречи на преподавателя и студентите. При нарушения на студента се пише отсъствие от лекцията или упражнението.

4. Ако студентът иска да ползва свои записки при провеждане на двата колоквиума, то той/тя трябва да има отделна тетрадка по дисциплината, която се заверява от преподавателя. На колоквиумите може да се използва цитираната по-горе литература и само собствената тетрадка на студента.

5. Час за консултации от доц. д-р Пламен Пенчев: петък 14:15 – 18:15.

ИЗПИТВАНЕ И ОЦЕНЯВАНЕ НА СТУДЕНТИТЕ

Изпитване

Изпитването по дисциплината се състои от провеждане на два колоквиума по време на семинарните занятия (вижте плана на дисциплината по-горе) и краен изпит по време на изпитната сесия.

Времето за провеждане на колоквиумите е дадено в тематичния план на дисциплината, а продължитетлостта им е един час. Всеки студент получава лист със задачи, които решава и резултатите се записват в листа със задачи. Студентът има право да използва всички учебни материали, отбелязани в литературата по дисциплината, и единствено своята тетрадка без никакви “хвърчащи” листове. Оценка под 2.99 се закръглява на 2.00. Крайната оценка от всеки колоквиум се изчислява до стотни, например 4.78 и се взима с тегло при формиране на крайната оценка (виж раздела оценяване по-долу в текста).

Крайният семестриален изпит се провежда като пасивен тест. Всеки въпрос има пет отговора, от които само един е верният. Времето за решаване на теста се е час и половина. Тестът е разработен в четири варианта, които се различават един от друг. НЕ МОГАТ ДА СЕ ИЗПОЛЗВАТ НИКАКВИ ЗАПИСКИ И УЧЕБНИ МАТЕРИАЛИ!

Предупреждение: при трите колоквиума и при теста целта е да се оцени индивидуално всеки един студент, а не да се постави групова оценка. Затова всяко една комуникация между студентите или преписване по време на теста ще води до анулиране на изпитването и поставяне на оценка Слаб 2!

Оценяване

Крайната оценка по дисциплината се формира от оценките на колоквиумите и оценката на теста по формулата:

Оцeнка  =  К1 * 0.30 + К2 * 0.20 + Изп * 0.50,

Където К1 и К2 са оценките от двата коллоквиума, а Изп е оценката от крайния изпит (тест).

Пример:

К1 = 3.30, К2 = 4.15 и Тест = 3.40 дават Оцeнка = 3.32 (Среден 3+ в книжката)

К1 = 4.10, К2 = 4.15 Тест = 3.60 дават Оцeнка = 4.03 (Добър 4 в книжката)

Л Е К Ц И И

по

МОЛЕКУЛНА СПЕКТРОСКОПИЯ

за студентите от специалности “Компютърна химия”, “Химия и маркетинг” и “Биология и химия”

Част от лекции 1-7 са дадени в списание “Коснос”, www.kosnos.com и са написани от проф. дхн Г. Андреев и са по неговия учебник. Тях може да ги видите на тази страница.

Лекция 1. Увод в спектралните методи за анализ. Основни инструментални методи за анализ: принцип на работа. Електромагнитно лъчение, области, характеристики, връзка с молекулните спектрални методи. Електрооптични свойства на молекулите. Взаимодействие на електромагнитното лъчение с веществото: вероятност за преход, населеност на енергетичните нива, подборни правила, интензитет, ширина и форма на спектралните ивици. Закон за абсорбция на светлината.

Лекция 2. Видове движения в молекулите, вътрешна енергия, взаимодействие на електромагнитното лъчение с веществото. Въртене на двуатомна молекула. Твърд ротатор. Еластичен ротатор. Въртене на многоатомни молекули.

Лекция 3. Трептене на двуатомна молекула - хармоничен и анхармоничен осцилатор - класическо и квантово-механическо разглеждане, енергетични нива и преходи в инфрачервените спектри. Вибрационно-ротационен спектър. 

Лекция 4. Раман-спектроскопия, принцип на метода, приложения. Правила за подбор в инфрачервените и Раман-спектри, интензитет на ивиците. Трептене на многоатомни молекули - брой на трептенията, видове, форми на трептене.

Лекция 5. Характеристични трептения, условия за характеристичност; разположение на ивиците в средната инфрачервена спектрална област. Фактори, влияещи върху характеристичните честоти - изотопен ефект, електронни и вибрационни ефекти, хибридизация, циклично напрежение, асоциация, фазово състояние.

Лекция 6. Вибрационни спектри на различни класове химични съединения. Интерпретация на ИЧ спектри. Техника на експеримента в инфрачервените и Раман спектри.

Лекция 7. Електронни спектри и структура на двуатомни и многоатомни молекули, хромофори и ауксохроми. Подборни правила, класификация на преходите, интензитет на ивиците в електронните спектри. Абсорбция на основните видове хромофорни системи; прости и кратни връзки с и без хетероатом, бензеново ядро.  Влияние на спрежението, на заместителите, на  разтворителите и на пространствените затруднения върху интензитета и положението на ивиците. Изомерия в електронните абсорбционни спектри. Електронни спектри на сложни органични съединения и природни физиологично-активни вещества. Пътища за дезактивация на електронното възбуждане, времена на живот на възбудените състояния.

Лекция 8. Физични основи на ЯМР спектроскопията. 1. Що за структурна информация се съдържа в един 1H-ЯМР спектър? 2. Квантово-механичен модел на протона. 3. Схема на 1H-ЯМР експеримент на течности и течни разтвори. 4. Магнитни свойства на някои изотопи. Вижте лекцията списание “Коснос”, www.kosnos.com.

Лекция 9. Химично отместване. 1. Екраниране на магнитното поле от електроните. 2. Химично отместване. 3. Стандартни вещества в ЯМР. 4. Спин-спиново взаимодействие. Вижте лекцията списание “Коснос”, www.kosnos.com.

Лекция 10. Интерпретация на 1H-ЯМР спектри. 1. Отнасяне на сигналите в 1H-ЯМР спектри. 2. Площ на сигналите в 1H-ЯМР спектри. Адитивни схеми за изчисляване на химичното отместване в 1H-ЯМР спектри.

АТОМНА СПЕКТРОМЕТРИЯ

Част от лекция 14 е дадена в списание “Коснос”, www.kosnos.com като три лекции, написани от доц. д-р Виолета Стефанова. Тях може да ги видите на тази страница.

Лекция 11. Атомни спектри. Спектрална ширина на линиите. Атомна абсорбция. Атомна емисия и атомно-флуоресцентен анализ. Принципи на качествения и количествен спектрален анализ.

Лекция 12. Атомно-абсорбционен анализ. Принцип на метода. Условия на Уолш. Източници на възбуждане в атомно-абсорбционните спектрометри. Оптични схеми. Пламъков атомно-абсорбционен анализ. Пламъци, горелки, пулверизатори и камери. Електротермичен атомизатор. Температурна програма. Въвеждане на пробата под форма на газ.

Лекция 13. Количествено определяне. Методика на калибриране. Стандартни разтвори. Метод на калибрационната крива и на стандартната добавка. Метрологични характеристики: работна област; чувствителност; граница на откриване и определяне; точност на количественото определяне. Сравняване на аналитични резултати.

Лекция 14. Емисионен спектрален анализ. Индуктивно свързана плазма като източник на възбуждане. Блок схема на емисионен спектрометър. Видове оптични системи - полихроматор и монохроматор. Възможности, предимства и недостатъци на метода. Пречения и начини за отстраняването им.

Лекция 15. Масспектрометрия с индуктивно свързана плазма - принцип на метода. Йонизационен източник, масфилтър, детекторна система. Полуколичествено и количествено определяне. Възможности за изотопен анализ.

Литература

1.     Г. Андреев. Молекулна спектроскопия, Изд. ПУ “П. Хилендарски”, Пловдив, 1999.

2.     Г. Крисчан, Д. О’Райли. Инструментален анализ. Изд. СУ “Кл. Охридски”, 1993.

3.     Ст. Спасов, М. Арнаудов. Приложение на спектроскопията в органичната химия, Изд. "Наука и изкуство", София, 1978.

4.     А. Трифонов, И. Юхновски. Физически методи в органичната химия, Изд. СУ “Климент Охридски”, София, 1968.

5.     Ст. Спасов, Л. Каменов. Ядрен магнитен   резонанс в органичната химия, Изд. "Наука и изкуство", София, 1973.

6.     З. Бургуджиев. Молекулен спектрален анализ и спектрофотометрия, Изд. "Наука и изкуство", София, 1986.

7.     В. Кметов. Свитък с помощни материали по атомна спектроскопия – Катедра Аналитична Химия.

8.     Димитров, И. Колева, Ц. Йотов, А. Петракиев "Ръководство по атомен спектрален анализ" СУ, 1993 г.

9.     Хавезов И., Цалев Д. "Атомно-абсорбционен анализ", София, Изд. НИ, 1980.

10. Футеков Л., Пенчев П., "Теория на експеримента", Пловдив, Изд. ПУ, 1992, 1998.

 

[ ако ти се чете нещо интересно, виж списание “Коснос” http://www.kosnos.com ]

последна промяна на 26 януари 2015 г.