Хемостимулирование - программа
.pdfФ Е Д Е РАЛ Ь Н О Е АГ Е Н Т С Т В О П О О БРАЗО В АН И Ю В О РО Н Е Ж С КИ Й Г О С У Д АРС Т В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РС И Т Е Т
Хемости мули рованныепроцессы: сопряжени е, и ни ци и ровани е, катали з
П рограммакурса
В О РО Н Е Ж 2006
2
У твержд ено науч но-метод и ч ески м советом хи ми ч еского ф акультета протокол№ 7 от 12.03.2006 год а
С остави тель |
М и ттоваИ .Я . |
У ч ебнаяпрограммапод готовленанакаф ед ренеоргани ч еской хи ми и хи ми ч еского ф акультетаВ оронежского госуд арственного уни верси тета
Рекоменд уетсяд лямаги стров хи ми ч еского ф акультетапервого год аобуч ени я
По направлени ю 020100 (510500) — Хи ми я
ДН М .В .02.1
|
|
3 |
|
|
|
Т ем а1. О б щ ие ас п ек ты |
п роб лем ы |
|
|
|
|
1. В вед ени е |
|
|
|
|
|
С ти мули рованные |
процессы – |
науч ный и при клад ной |
аспекты. |
||
Н еобход и мость разработки и |
при менени я. И сслед овани яки нети ки |
и |
механи зма |
||
сти мули рованных процессов |
с целью |
управлени я свойствами |
получ аемых |
объ ектов. Т ермод и нами ч ески й и ки нети ч ески й аспекты сти мули ровани я(2 ч аса).
2. Н ехи ми ч ескоести мули ровани ехи ми ч ески х процессов П роцессы, протекаю щи е под возд ействи ем и нф ракрасного и
ультраф и олетового облуч ени я. В ли яни еспособанагреванаки нети куи механи зм
высокотемпературных |
хи ми ч ески х |
процессов. С ти мули ровани е электри ч ески м |
|||||
полем. Хи ми ч ески е |
процессы, |
протекаю щи е |
при |
лазерном возд ействи и . |
|||
О собенности нехи ми ч ески сти мули рованных |
процессов, протекаю щи х |
на |
|||||
поверхности тверд ых ф аз(2 ч аса). |
|
|
|
|
|
||
|
3. Хемости мули рованныепроцессы. О бщи еаспекты проблемы. |
и |
|||||
|
|
|
|
||||
|
Акти вное и нормальное состояни я реагентов. |
В ли яни е терми ч еской |
хи ми ч еской "пред ыстори и " наакти вность тверд ых ф аз в хи ми ч ески х реакци ях. М етод ы оценки акти вного состояни я. С пособы акти ви ровани ятверд оф азных реагентов. "П амять матери и " (2 ч аса).
К онтрольны е в оп рос ы к тем е 1
1)Ч ем обусловлено ш и рокоепри менени ести мули рованных процессов во всех областях науки и жи знед еятельности ?
2) |
Каки м образом с помощью разли ч ных сти муляторов можно |
управлять |
|
процессами ? |
|
3) |
Как вли яю т сти муляторы на термод и нами ку процесса? Е сть |
ли таки е, |
которыенеоказываю т возд ействи яв термод и нами ч еском аспекте?
4)Каковароль сти муляторов в и зменени и ки нети ки процесса?
5) Каки е процессы относятсяк ф и зи ч ески сти мули рованным и каковы и х общи еч ерты?
6)Какразли ч ныеви д ы и злуч ени й вли яю т наки нети куи механи зм хи ми ч ески х реакци й?
7)Каки еособенности и мею т лазерно-сти мули рованныепроцессы?
8) Ч ем с термод и нами ч еской точ ки зрени яобусловлено акти вное состояни е реагентов?
9)П оч емуакти вность и менно тверд ых ф азопред еляетсяи х « пред ыстори ей»?
10)Каковы метод ы оценки акти вного состояни яреагентов?
11)Каки еспособы акти ви ровани яреагентов и звестны кнастоящемувремени ?
12)В ч ем состои т вли яни е способа си нтезапрекурсоров на и х акти вность в процессах неоргани ч еского си нтеза?
|
4 |
Т ем ы д ок лад ов и рефератов |
|
1. С ти мули рованные процессы |
си нтеза новых матери алов как важнейш ая |
составнаяч асть современных высоки х технологи й.
2.Роль локальных перегревов в процессах наповерхности тверд ых ф аз.
3.Э нерги яакти ваци и в тверд оф азных реакци ях.
4.Н еи зотерми ч ескаяки нети каи уравнени еАррени уса.
Т ем а2. И нд ук цияв хим ичес к ихреак циях(с оп ряженны е п роцес с ы )
1. О сновные поняти яи механи змы сопряженных реакци й в класси ч ески х
си стемах В заи мосвязанные реакци и . Хи ми ч еская и нтерф еренци я как поняти е в
трактовке взаи мосвязанных реакци й. Когерентные реакци и . С опряженные реакци и (по Ш и лову). О бщаясхема. Актор, и нд уктор, акцептор и и х роль в сопряженных реакци ях. Ф актори нд укци и .
Характерные ч ерты сопряженных реакци й. О собенности положи тельной и
отри цательной |
хи ми ч еской и нд укци и . С ход ство и разли ч и е катали ти ч ески х и |
сопряженных |
процессов (с класси ч ески х пози ци й). С хема сопряжени яч ерез |
акти вныепромежуточ ныесоед и нени я. С хемасопряженного процесса, в котором ф ункци и актораи и нд укторавыполняет од но и то жевещество.
Д етерми нанта как кри тери й сопряжени я. Разли ч ные ф ормы хи ми ч еской и нтерф еренци и (коли ч ественнаяоценкапо д етерми нанте). М ехани зм некоторых сопряженных реакци й в растворах суч асти ем перокси д авод ород а( 4 ч аса).
2. С опряженныепроцессы в гетерогенных си стемах О собенности протекани ясопряженных процессов в открытых си стемах на
поверхности |
тверд ых |
ф аз. |
|
Т ермод и нами ч еское сопряжени е |
и |
эф ф ект |
||
ки нети ч еского сопряжени я. С опряжени ев электрохи ми ч ески х процессах. |
||||||||
М ногоканальные процессы |
ф орми ровани я многокомпонентных |
слоев на |
||||||
поверхности |
полупровод ни ков. |
С обственные (отри цательные каналы). Роль |
||||||
ки нети ч еского обход а |
при |
под авлени и "отри цательных" |
каналов |
связи в |
||||
процессах |
хемости мули рованного термоокси д и ровани я |
полупровод ни ков. |
||||||
Хемости мули рованное термоокси д и ровани е полупровод ни ков |
в |
растворе (6 |
||||||
ч асов). |
|
|
|
|
|
|
|
|
К онтрольны е в оп рос ы к |
тем е 2 |
|
|
|
|
|||
1) Ч ем разли ч аю тся поняти я « хи ми ч еская и нтерф еренци я» |
и |
« хи ми ч еское |
||||||
сопряжени е»? |
|
|
|
|
|
|
|
2)Каковасхемасопряженной реакци и поШ и лову?
3) Каки е ф ункци и в сопряженных реакци ях выполняю т актор, и нд уктор, акцептор?
4)Каковы характерныеч ерты сопряженных реакци й?
5)В каки х сложных реакци ях возможно отри цательноесопряжени е?
6)В ч ем сход ство и разли ч и е термод и нами ч ески и ки нети ч ески сопряженных процессов?
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
7) |
Какова |
роль |
акти вных ч асти ц |
в |
сопряженных |
стад и ях |
процессов |
||
|
хемости мули рованного оки слени яполупровод ни ков? |
|
|
|
|
||||
8) |
Каки е |
В ы |
знаете при меры |
сопряженных реакци й |
|
(стад и й) |
в |
||
|
электрохи ми ч ески х процессах? |
|
|
|
|
|
|
||
9) |
Ч то такое многоканальные процессы? |
Какую роль |
могут |
и грать каналы |
|||||
|
связи межд устад и ями ? |
|
|
|
|
|
|
||
10) |
Ч то такоеки нети ч ески й обход и какего можно осуществи ть? |
|
|
|
|||||
11) |
Каковы |
разли ч и я межд у сопряженными процессами в |
гомогенных |
и |
|||||
|
гетерогенных си стемах? |
|
|
|
|
|
|
||
12) |
Каковы |
особенности протекани ясопряженно-катали ти ч ески х |
процессов в |
||||||
|
жи д кой ф азе? |
|
|
|
|
|
|
|
Т ем ы д ляд ок лад ов и рефератов
1.Хи ми ч ескаяи нтерф еренци яи кооперати вныевзаи мод ействи яв хи ми и .
2.С опряженно-катали ти ч ески епроцессы и и х роль в би ологи ч ески х си стемах.
3.Роль сопряженных стад и й в процессах хемости мули рованного оки слени я полупровод ни ков.
Т ем а 3. К атализ. |
К аталитичес к ие п роцес с ы |
в нов ы х |
с ис тем ах |
с |
|||||
тв ерд офазны м и |
к атализатором , |
реагентам и |
и |
п род ук там и |
реак ции. |
||||
Нерав нов ес ны е п роцес с ы в к атализе |
|
|
|
|
|
|
|||
1.Ф унд аментальныеаспекты класси ч ески х теори й катали за. |
|
|
|
||||||
М ехани змы |
гомогенного |
катали за. |
Автокатали ти ч ески е |
реакци и . |
|||||
Характерные ч ерты |
гомогенных катали ти ч ески х |
процессов по |
сравнени ю |
с |
|||||
гетерогенными . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Роль стад и й ад сорбци и в гетерогенно-катали ти ч ески х процессах. И д еальные
и реальные |
ад сорби рованные |
слои . Ки нети ка гетерогенно-катали ти ч ески х |
реакци й наравнод оступной поверхности . |
||
М акроки нети кагетерогенно-катали ти ч ески х процессов. П ри менени еметод а |
||
переход ного |
состояни я в |
гетерогенном катали зе. С таци онарное и |
квази стаци онарноепротекани ереакци й. С оотнош ени ескоростей стад и й (4 ч аса)
|
2. Н овыекатали ти ч ески епроцессы и и х и нтерпретаци я |
гетерогенного |
|||||||
|
В опрос о при род е акти вных центров как основа |
теори и |
|||||||
катали за. |
И д еальная и |
реальная поверхность |
тверд ых тел. |
Н овые ти пы |
|||||
гетерогенных процессов |
с уч асти ем |
тверд ых |
катали заторов, |
реагентов |
и |
||||
прод уктов. Ф еноменологи ч ески еи ки нети ч ески емод ели . |
|
|
|||||||
|
Э лементы теори и сложных реакци й и еепри ложени еккатали зу. М арш руты |
||||||||
реакци й. |
С овокупность |
незави си мых |
марш рутов. |
С корости |
реакци й |
по |
|||
марш рутам и стехи ометри ч ески е бази сы марш рутов. |
Т еори яграф ов и сложные |
||||||||
реакци и (4 ч аса). |
|
|
|
|
|
|
|
3.Н еравновесныепроцессы в катали зе.
|
6 |
Н еравновесность на ми кро- |
и макроскопи ч ески х уровнях при протекани и |
ад сорбци и и катали за. М етод ы |
и сслед овани я неравновесных катали ти ч ески х |
процессов (пуч ковые, лазерные, струевые). В озбужд ени ереакци й наповерхности тверд ых ф аз. П рекурсори неравновеснаяд и ф ф узи я.
Цепные механи змы в катали зе и хемоэнергети ч еское сти мули ровани е. Г енераци онный и обменный механи змы хемоэнергети ч еского сти мули ровани я. С опряженно-катали ти ч ески епроцессы. П оняти есрод ствав ки нети кеи катали зе. О пред елени е катали затора по П ри гожи ну. Н овые кри тери и катали ти ч ески х процессов, протекаю щи х в неравновесных услови ях.
Д и сси пати вные структ уры в катали зе. Ф азовые превращени яв катали зе. Н еравновесные состояни якатали затора С и нергети ч ески е эф ф екты и явлени я самооргани заци и в неравновесных катали ти ч ески х и сопряженно-катали ти ч ески х процессах (6 ч асов).
К онтрольны е в оп рос ы к тем е 3.
1)Каковы основныемехани змы гомогенно-катали ти ч ески х реакци й?
2) |
Ч ем |
отли ч ается стад и йность гомогенно-катали ти ч ески х |
процессов от |
|
гетерогенных? |
|
|
3) |
Ч то |
такое равнод оступная поверхность? В ч ем состоят |
особенности |
|
ки нети ч еского опи сани япроцессов натакой поверхности ? |
|
4)Каковы отли ч и тельныепри знаки реальной поверхности тверд ых тел?
5) |
Каковы особенности |
ки нети ч еского опи сани ягетерогенно-катали ти ч ески х |
|
процессов нового ти па? |
|
6) |
Какова роль теори и |
граф ов в ки нети ч еском опи сани и катали ти ч ески х |
|
процессов? |
|
7)Ч ем обусловленанеравновесность катали ти ч ески х процессов?
8)О характери зуйте экспери ментальные метод ы и сслед овани янеравновесных процессов в катали зе.
9) |
Ч то такое прекурсор и как и х класси ф и ци рую т при рассмотрени и |
|
катали ти ч ески х процессов? С овременнаятрактовкапоняти я« прекурсор». |
10) |
Ч ем обусловлены неравновесныесостояни якатали затора? |
11) |
Каковы экспери ментальные д оказательства неравновесного протекани я |
|
целого ряд акатали ти ч ески х процессов? |
12)В ч ем состои т нед остаточ ность кри тери ев, разд еляю щи х катали ти ч ески е и сопряженные процессы, д ляновых си стем (многослойные тонкопленоч ные
гетерострукт уры, нанослои и нанореакторы)?
Т ем ы д ок лад ов и рефератов
1.Катали знаокси д ах и катали ти ч ескоеоки слени е.
2.Катали знаметаллах и реакци и суч асти ем вод ород а.
3. |
П ри ви тые поверхности и и х роль в катали зе. Н оси тели и мод и ф и каторы |
|
поверхности . |
4.Г етерогенные металлокомплексные катали заторы на основе ми неральных носи телей.
5. |
Г етерогенная д езакти ваци я колебательно-возбужд енных |
молекул: |
|
экспери ментальныерезультаты и механи зм. |
|
7
6.Катали ти ч ески ереакци и в нестаци онарном режи ме.
7.Э лектроннаятеори якатали занаполупровод ни ках.
8.Катали зв наноразмерных си стемах.
9. |
У глерод ные нанострукт уры. П ри менени е углерод ных нанотрубок как |
|
катали заторов. |
10. |
Д вумерные ф азовые превращени яи и х роль в катали зе. Катали з вбли зи |
|
точ ки ф азового переход а. |
11.Автокатали ти ч ески емод ели .
12.С амооргани заци яв хи ми ч ески х реакци ях суч асти ем катали заторов.
Т ем а4. И ницииров анны е п роцес с ы
Характерныеч ерты и ни ци и рованных процессов. Цепныеи ф отохи ми ч ески е
реакци и . О сновные поняти я ки нети ки |
цепных реакци й. Г орени е и |
взрыв. |
||
Ф отохи ми ч ески е реакци и . |
Законы |
ф отохи ми и . |
Квантовый |
выход . |
С енси би ли заторы. Рад и аци онно-хи ми ч ески епроцессы (4 ч аса). |
|
К онтрольны е в оп рос ы к тем е 4
1)В ч ем сущность процессаи ни ци и ровани я?
2)Каковы способы и ни ци и ровани яхи ми ч ески х процессов?
3)Каковы основныеч ерты механи змацепных и ф отохи ми ч ески х реакци й?
4) В ч ем состоят основные при нци пы ки нети ч еского опи сани я цепных реакци й?
5)Каковы особенности ки нети ки реакци й горени яи взрыва?
6) |
Каковы при ч и ны протекани я ф отохи ми ч ески х процессов, ч асто |
|
невозможных при терми ч еском возд ействи и натужереакци онную си стему? |
7) |
Какую роль и граю т сенси би ли заторы в ф отохи ми ч ески х процессах? |
8)В ч ем состоят основныеособенности рад и аци онно-хи ми ч ески х процессов?
9) |
В ч ем заклю ч ается современная |
трактовка сход ства и |
разли ч и я |
|
|
сопряженных, |
катали ти ч ески х и цепных процессов? Каковы |
кри тери и |
|
|
и д енти ф и каци и стад и й? |
|
|
|
10) |
Как поняти е |
срод ства реакци и |
при меняется д ля и нтерпретаци и |
|
|
сопряженных, катали ти ч ески х и цепных процессов? |
|
11)В ч ем сущность ф и зи ч ески х и хи ми ч ески х ф отопроцессов?
12)Каки есуществую т пути возбужд ени яф отопроцессов?
Т ем ы д ок лад ов и рефератов
1.Н .Н . С еменов — нобелевски й лауреат в области хи ми и и его работы по механи змуцепных реакци й.
2.Н овоев наукео цепных реакци ях и и х при менени и .
3.Ф отости мули рованныереакци и наповерхности тверд ого тела.
4.Г етерогенныеф отокатали ти ч ески ереакци и .
5. Т верд оф азные ф отокатали заторы и области при менени я гетерогенных ф отокатали ти ч ески х си стем.
8
9
В оп рос ы п о к урс у к эк зам ену
1.П ри ч и ны разви ти яи сслед овани й сти мули рованных процессов в конце20-го-
нач але 21 веков и перспекти вы |
и х и спользовани яв хи ми и , |
би ологи и и |
высоки х технологи ях. |
|
|
2. В озд ействи е разли ч ного ви д а |
и злуч ени й на ки нети ку и |
механи зм |
хи ми ч ески х реакци й. |
|
|
3.Т ермод и нами каи ки нети касти мули рованных процессов (общи й аспект).
4. |
В озможности и необход и мость перевод а |
реагентов в акти вное состояни е. |
|
С пособы акти ваци и и роль акти вных реагентов в хи ми ч ески х реакци ях. |
|
5. |
С равни тельнаяхарактери сти ка ф и зи ч ески |
и хи ми ч ески сти мули рованных |
|
процессов. |
|
6.И нтерф еренци я, когерентность и сопряжени е хи ми ч ески х реакци й. О бщая характери сти капоняти й и взаи мосвязь межд уни ми .
7. Класси ч ески е ки нети ч ески е схемы сопряженных процессов. Ф ункци и актора, и нд уктора, акцепторав сопряженных реакци ях.
8.Ф актори нд укци и каквозможный кри тери й сопряжени яи катали за.
9.О бщаяхарактери сти каси стем, в которых протекаю т сопряженныереакци и . Ки нети ч ески есхемы сложных процессов ссопряжени ем стад и й.
10.Д етерми нантакаккри тери й возможности сопряжени яв си стеме.
11. С опряженные стад и и процессов, протекаю щи х наповерхности кри сталлов
и пленок.
12.О собенности сопряженных реакци й в растворах.
13. С равни тельная характери сти ка механи змов гомо- и гетерогеннокатали ти ч ески х процессов.
14.И д еальныеи реальныеповерхности и ад сорби рованныеслои .
15.Автокатали з: при меры и механи зм реакци й.
16.Г етерогенный катали зв процессах тверд ое-гази тверд ое-тверд ое. Кри тери и оценки катали ти ч еского д ействи я.
17. |
П ри менени е теори и |
сложных реакци й в катали зе. |
М арш руты |
|||
|
катали ти ч ески х процессов. |
|
|
|
|
|
18. |
П ри ч и ны неравновесного протекани я катали ти ч ески х |
процессов |
и |
|||
|
экспери ментальныеметод ы и х и сслед овани я. |
|
|
|
||
19. |
В озбужд енныесостояни яреагентов и прод уктов в гетерогенном катали зе. |
|
||||
20. |
П рекурсоры в хи ми и . Ф и зи ко-хи ми ч ескаяпри род апрекурсораи его роль в |
|||||
|
ад сорбци и и катали зе. |
|
|
|
|
|
21. |
Э нергети ч ескаясхемаи ф ормальнаямод ель ад сорбци и спрекурсором. |
|
||||
22. |
Хемоэнергети ч еское |
сти мули ровани е: |
генераци онный |
и |
обменный |
|
|
механи змы. |
|
|
|
|
|
23. |
П ри менени е поняти ясрод ства реакци и |
д ляи нтерпретаци и |
сопряженных, |
|||
|
катали ти ч ески х процессов и цепных реакци й. |
|
|
|
||
24. |
П ревращени якатали затора в ход е реакци и . Д и сси пати вные структ уры |
в |
||||
|
катали зе. |
|
|
|
|
|
25.Ф азовыепревращени якатали затораи и х вли яни енамехани зм реакци й.
26.Н еравновесноесостояни еповерхности в оки сли тельных катали заторах.
27.Ки нети каи основныемехани змы цепных реакци й.
|
|
10 |
28. |
С ход ство и |
разли ч и е сопряженных, катали ти ч ески х и цепных процессов. |
|
Кри тери и и д енти ф и каци и стад и й. |
|
29. |
О собенности |
гетерогенно-катали ти ч ески х и ки нети ч ески сопряженных |
|
процессов в тонкопленоч ных си стемах. |
30.Хемости мули ровани ев процессах си нтезаф ункци ональных неоргани ч ески х и органи ч ески х матери алов.
Ос нов наялитература
1.Байрамов В .М . О сновы хи ми ч еской ки нети ки и катали за: уч еб. пособи ед ля
студ ентов высш . уч еб. завед ени й / В .М . Байрамов. — М . : И зд ат. центр
« Акад еми я», 2003. — 256 с.
2.Крылов О .В . Г етерогенный катали з: уч еб. пособи ед лявузов / О .В . Крылов.
— М . : И КЦ « Акад емкни га», 2004. — 679 с.
3.Н ели нейнаяд и нами каи термод и нами канеобрати мых процессов в хи ми и и
хи ми ч еской технологи и / |
Э .М . Кольцова, Ю .Д . Т ретьяков [и д р.] — М . : |
|
Хи ми я, 2001. — |
408 с. |
|
4. П ри гожи н И . |
В вед ени е |
в термод и нами ку необрати мых процессов / |
И .П ри гожи н. — |
М . ; И жевск: Регулярнаяи хаоти ч ескаяд и нами ка, 2001. — |
|
159 с. |
|
|
|
Доп олнительнаялитература |
||
1. |
Хи ми япри ви тых поверхностных соед и нени й / под ред . Г .В . Л и си ч ки на. — |
||
|
М . : Ф И ЗМ АТ Л И Т , 2003. — |
592 с. |
|
2. |
П улЧ . Н анотехнологи и / Ч . П ул, Ф |
. О уэнс. — М . : Т ехносф ера, 2004. — 328 |
|
|
с. |
|
|
3. |
Харри с П . У глерод ные |
нанотрубы и род ственные структуры. Н овые |
|
|
матери алы ХХI века/ П . Харри с. — |
М . : Т ехносф ера, 2003. — 336 с. |
4.С узд алев И .П . Н анотехнологи я: ф и зи ко-хи ми янанокластеров, нанострукт ур и наноматери алов / И .П . С узд алев. — М . : Комкни га, 2006. — 592 с.
5. |
П енти н Ю .А. Ф |
и зи ч ески е метод ы и сслед овани яв хи ми и / |
Ю .А. П енти н, |
|||
|
Л .В . В и лков. — |
М . : М и р, О О О |
« И зд ательство АС Т », 2003. — |
683 с. |
|
|
6. |
С тромберг А.Г . |
Ф и зи ч ескаяхи ми я: уч еб. д ляхи м. спец. |
вузов / |
А.Г . |
||
|
С тромберг, Д .П . С емч енко. — |
М . : В ысш . ш к., 1999. — 527 с. |
|
|
||
7. |
Артемьев Ю .М . В вед ени е в гетерогенный ф отокатали з : уч еб. пособи е / |
|||||
|
Ю |
.М . Артемьев, В .К. Рябч ук. — |
С П б. : И зд -во С .-П етерб. ун-та, 1999. — |
304 |
||
|
с. |
|
|
|
|
|
8. |
Крылов О .В . Н еравновесныепроцессы в катали зе / О .В . Крылов, Б.Р. Ш уб. |
|||||
|
— |
М . : Хи ми я, 1990. — 288 с. |
|
|
|
|
9. |
Т ретьяков Ю .Д . |
Т верд оф азные реакци и / Ю .Д . Т ретьяков. — |
М . : Хи ми я, |
|||
|
1978. — 360 с. |
|
|
|
|
10.Ки перман С .Л . О сновы хи ми ч еской ки нети ки в гетерогенном катали зе/ С .Л . Ки перман. — М . : Хи ми я, 1979. – 352 с.