Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Хемостимулирование - программа

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
19.03.2016
Размер:
104.29 Кб
Скачать

Ф 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.