Физические методы исследования химических систем

Группа	Учебная литература
Название на русском языке	Физические методы исследования химических систем
Авторы на русском языке	Кизим Н.Ф., Макрушин Н.А., Лебедев К.С.
Название на английском языке	Physical methods of chemical systems research
Авторы на английском языке	Kizim N., Makrushin N., Lebedev K.
Вид издания на русском языке	учебное пособие
Издательство на русском языке	Тула: Аквариус, 2021. -192 с. с ил.

Резюме

Учебное пособие является элементом учебно-методического обеспечения учебной дисциплины с одноименным или подобным названием, обычно включаемой в образовательные программы образовательными организациями, осуществляющими подготовку бакалавров, специалистов, магистров, аспирантов по направлениям подготовки и специальностям химической и химико-технологической направленности.

Учебное издание включает 8 разделов, приложения, перечень обозначений, список основных терминов. Все разделы учебного издания построены в едином стиле. Каждый раздел начинается кратким теоретическим введением, в котором, как правило, отражаются основы метода исследования, его возможности, существующие ограничения на применения. Далее следует краткое описание экспериментальной части, приводятся примеры, расчеты, обсуждения, комментарии. Завершается каждый раздел кратким резюме.

Первый раздел посвящен методу инфракрасной спектроскопии и его использованию при идентификации органических соединений. Приводится краткое описание схемы спектрометра, его основных узлов, их предназначение. Представлен спектр толуола, таблица, в которой приведены формы колебаний и соответствующие им полосы поглощения в спектре толуола, найденные экспериментально. Далее, и в этом новизна данного учебного издания, приводится спектр того же вещества, рассчитанный с использованием программного продукта Hyperchem, проводится его сравнительный анализ с данными эксперимента, даются необходимые пояснения. В выводах авторы указывают на то, что такой подход имеет «двойную» пользу. С одной стороны, расчет позволяет облегчить и улучшить интерпретацию спектров, используемых при идентификации органических, реже неорганических веществ, при исследовании структуры соединений, с другой – улучшить параметризацию при проведении расчетов с использованием квантово-химических методов.

Второй раздел, по сути дела, является расширением использования ИК спектроскопии применительно к исследованию твердых веществ или, в общем случае, веществ в конденсированном состоянии. Рассматривается метод спектроскопии многократного нарушенного полного внутреннего отражения. Метод широко используется на практике, прежде всего благодаря тому, что промышленностью производится специальная приставка, которая может использоваться большинством выпускаемых промышленностью спектрометрами. В теоретическом введении рассматривается влияние различных факторов на качество получаемого спектра. Интерпретация спектра основывается на том же материале, который рассмотрен в первом разделе, поскольку природа спектра та же. В заключении приведены рекомендации по областям использования метода НПВО.

Раздел 3 посвящен фотоэлектронной спектроскопии, ее теоретической основе, применению, решаемым задачам. Приведены примеры применения метода ФЭС для исследования органических и неорганических соединений. Дано краткое описание современного оборудования, используемого при исследовании соединений методом ФЭС. В пояснениях на примере интерпретации структуры некоторых биологически активных веществ дана интерпретация полос, связанных с ионизацией атомов серы. На примере одного из соединений рассмотрена сопоставимость результатов квантово-химического моделирования в 4-х приближениях и данных эксперимента.

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса рассмотрена в разделе 4. Надо заметить, что в настоящее время, ЯМР, пожалуй, один из основных методов идентификации органических соединений. В картотеке соединений фирм – производителей реактивов обычно указываются параметры спектроскопии ЯМР. Спектроскопия ЯМР достаточно широко описана в литературе и, казалось бы, что нового можно привнести в ее теоретическое описание. Но новизна есть и здесь – не перегруженное избыточностью математического описания смысловое изложение основ метода, применительно к его использованию при идентификации органических соединений. Авторы не ограничились описанием «одномерной» спектроскопии ЯМР, но рассмотрели и другие современные варианты метода, проиллюстрировав их примерами. Значительное внимание в этом разделе уделено компьютерному моделированию спектров ЯМР с использованием двух пакетов прикладных программ.

В 5-м разделе рассмотрен анализ вещества ренгенофлюоресцентным методом, широко используемым на практике, особенно при качественном элементном анализе. Как и в предыдущих разделах приводится теоретический базис, дается краткое описание оборудования, рассматриваются примеры.

Рентгенофазовый анализ смеси представлен в разделе 6. Рассмотрено получение рентгеновского излучения, возникновение линий в спектре, использования излучения при изучении веществ и материалов, основы качественного и количественного анализа. Дано описание аппаратуры, ее основных узлов, их назначение. Описано определение состава неорганических смесей методом рентгенофазового анализа и идентификация соединений, имеющихся в смеси. Показано использование картотеки ASTM-JCPDS-PDF. Рассмотрены примеры на системах, с которыми работает один из авторов данного пособия. Оригинальность примеров, их детальный анализ, позволяют считать это отличием от имеющегося в литературе.

Раздел 7 посвящен широко используемому в настоящее время методу хромато-масс-спектрометрии. Широкие возможности метода при исследовании органических соединений продемонстрированы на реальных системах. Дано необходимое описание оборудования, его составных узлов и вспомогательных устройств, которые и использовались при исследовании достаточно сложной смеси одного из химических производств. В теоретическом введении представлен хроматографический метод, его некоторые разновидности, практическая реализация, технические параметры. Дано описание методической части, подготовка проб, проведение анализа, обсуждение результатов. Описание создает хорошее представление о данном методе и его эффективности при анализе сложных систем.

В разделе 8, полностью оригинальном, рассмотрены современные методы идентификации органических соединений на основе данных спектров.

Гриф: Допущено федеральным учебно-методическим объединением в сфере высшего образования по укрупненной группе специальностей и направлений подготовки 18.00.00 Химическая технология в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 18.03.01 Химическая технология.

Издание "Физические методы исследования химических систем" (Кизим Н.Ф., Макрушин Н.А., Лебедев К.С.) представлено к награде
МЕДАЛЬ «ЗА ВЕРНОСТЬ ТРАДИЦИЯМ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ОБРАЗОВАНИЯ» С УДОСТОВЕРЕНИЕМ

Оформление наградных документов и заказ каталога