"Утверждено на заседании Отдела химической физики и Кафедры общей физики 2"
Руководитель Отдела химической физики Научно-исследовательского института физики, заведующий Кафедрой общей физики 2 Физического факультета СПбГУ проф. д.ф.-м.н. А.Е. Грищенко
КУРС ЛЕКЦИЙ
"ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА. Часть 2"
ДЛЯ МАГИСТРАНТОВ
НАПРАВЛЕНИЯ "БИОМОЛЕКУЛЯРНАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА"
ФИЗИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА
(I курс магистратуры, 10 семестр, 32 часа, ДНМ.07)
Составитель -
доцент Кафедры общей физики 2 Физического факультета СПбГУ,
с.н.с. к.ф.-м.н. Бармасов Александр Викторович
Санкт-Петербург
2001
Семестр 10(2)
1.Динамика элементарного акта химической реакции и химическая кинетика.
1.1.Основные понятия и определения. Основной закон кинетики жидкофазных реакций. Влияние концентрации на скорость реакции. Равновесная и неравновесная кинетики.
1.2.Реакции первого, второго и третьего порядка. Методы измерения скоростей реакций и определение порядка реакции.
1.3.Обратимые реакции. Последовательные реакции. Влияние температуры на скорость химических реакций.
2.Теория активированного комплекса (переходного состояния).
2.1.Поверхности потенциальной энергии. Термическая и нетермическая активация молекул, характерные интервалы энергии и природа активных частиц. Элементарный акт химической реакции.
2.2.Типы молекулярных столкновений. Обмен энергией при упругих и неупругих столкновениях.
2.3.Сечение химической реакции, микроскопическая и макроскопическая константы скорости. Стерический фактор.
3.1.Общие представления. Элементарная вероятностная теория цепных реакций. Зарождение цепей. Продолжение цепей. Обрыв цепей. Разветвление цепей.
3.2.Определение константы скорости элементарных стадий в цепных реакциях. Тепловой взрыв.
4.Кинетика фотохимических реакций.
4.1.Основные законы фотохимии. Первичный квантовый выход. Уравнение кинетики фотохимических реакций.
4.2.Промежуточные продукты в фотохимических реакциях. Свободные радикалы, ион-радикалы, эксимеры и эксиплексы.
4.3.Быстрые и медленные реакции в растворах. Методы измерения скоростей реакций.
5.Фотохромизм.
5.1.Физический фотохромизм.
5.2.Химический фотохромизм.
6.Реакции темнового переноса электрона. Теория Маркуса. Комплекс с переносом заряда (КПЗ).
6.1.Темновые реакции переноса электрона. Модель Маркуса. Формула Маркуса. Сравнение с экспериментом. Энергия реорганизации среды.
6.2.Туннельный эффект в химии. Экспериментальное наблюдение туннельного эффекта.
6.3.Низкотемпературный предел скорости реакции. Кинетический изотопный эффект.
6.4.Межмолекулярные взаимодействия. Молекулярные комплексы. Модель Малликена. Ион-радикальные пары.
7.Кинетика реакций образования и деструкции полимеров.
7.1.Кинетика поликонденсации.
7.2.Свободнорадикальная полимеризация.
7.3.Кинетика деструкции полимеров.
8.Химические реакции в жидкой фазе.
8.1.Клеточный эффект. Влияние растворителя. Ионные реакции в растворах.
8.2.Химические реакции в неидеальных растворах. Уравнение Бренстеда-Бьеррума. Эффект сольватации, солевые эффекты.
Экзамен
УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ:
Аналитическая химия синтетических красителей: Пер. с англ. Л.: Химия, 1979.-576с. [The Analytical Chemistry of Synthetic Dyes: Edited by K. Venkataraman. New York, London, Sydney, Toronto: A Wiley-Interscience Publication John Wiley & Sons, 1977.]
Межмолекулярные взаимодействия: от двухатомных молекул до биополимеров, пер. с англ. М., 1981.
Молекулярные взаимодействия, под ред. Г. Ратайчика, В. Орвилл-Томаса, пер. с англ. М., 1984.
Органические фотохромы, под ред. А.В. Ельцова. Л., 1982.
Успехи химии комплексов с переносом заряда и ион-радикальных солей (КОМИС-5), под ред. М.Л. Хидекеля, А.В. Булатова. Черноголовка, 1986.
Фотокаталитическое преобразование солнечной энергии. Часть 2. Молекулярные системы для разложения воды. Новосибирск: Наука, 1985.-248с.
Фотохимические процессы в слоях, под ред. А.В. Ельцова. Л., 1978.
Энергетические ресурсы сквозь призму фотохимии и катализа: Пер. с англ./Под ред. М. Гретцеля. М.: Мир, 1986.-632с. [Energy Resources through Photochemistry and Catalysis: Edited by Michael Grätzel. New York, London, Paris, san Diego, San Francisco, São Paulo, Sydney, Tokyo, Toronto: Academic Press, A Subsidiary of Harcourt Brace Jovanovich, Publishers, 1983.]
Аскаров К.А., Березин Б.Д. Евстигнеева Р.П. и др. Порфирины: структура, свойства, синтез. М.: Наука, 1985.-333с.
Багдасарьян Х.С. Двухквантовая фотохимия. М.: Наука, 1976.-128с.
Барачевский В.А., Лашков Г.И., Цехомский В.А. Фотохромизм и его применение. М., 1977.
Барлтроп Дж., Койл Дж. Возбуждённые состояния в органической химии, пер. с англ. М., 1981.
Бугаенко Л.Т., Кузьмин М.Г., Полак Л.С. Химия высоких энергий. М., 1988.
Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа. – 5-е изд., перераб. – Л.: Химия, 1986.-432с.
Бутягин П.Ю. Химическая физика твёрдого состояния вещества. Часть 1. Кристаллы и стёкла. М.: МФТИ, 1988, Часть 2. Диффузия и реакционная способность, М.: МФТИ, 1991.
Бучаченко А.Л. Химическая поляризация электронов и ядер. М.: Наука, 1974.-245с.
Бучаченко А.Л. Магнитные эффекты в химических реакциях // Успехи химии.-1976.-Т.45.-С.761-793.
Бучаченко А.Л., Сагдеев Р.З., Салихов К.М. Магнитные и спиновые эффекты в химических реакциях. Новосибирск: Наука, 1978.
Бучаченко А.Л. Второе поколение магнитных эффектов в химических реакциях // Успехи химии.-1993.-Т.62,№12.-С.1139-1149.
Гурьянова Е.Н., Гольдштейн И.П., Ромм И.П. Донорно-акцепторная связь. М., 1973.
Зенгуил Э. Физика поверхности: Пер. с англ. М.: Мир, 1990.-536с. ISBN 5-03-001599-X. [Zangwill Andrew. Physics at Surfaces. Cambridge, New York, Port Chester, Melbourne, Sydney: Cambridge University Press, 1988. ISBN 0-521-34752-1.]
Калверт Т., Питтс Д. Фотохимия. М.: Мир, 1968.-671с.
Капинус Е.И. Фотоника молекулярных комплексов. Киев: Наукова думка, 1988.-256с. ISBN 5-12-000213-7.
Каплан И.Г. Введение в теорию межмолекулярных взаимодействий. М., 1982.
Киреев В.А. Курс физической химии. М.,Л.: Госхимиздат, 1951.-704с.
Кондратьев В. Н., Семёнов Н. Н., Харитон Ю. Б., Электронная химия, М. - Л., 1927.
Крюков А.И., Кучмий С.Я. Основы фотохимии координационных соединений. Киев: Наукова думка, 1990.-280с. ISBN 5-12-001435-6.
Крюков А.И., Кучмий С.Я. Фотохимия комплексов переходных металлов. Киев: Наукова думка, 1989.-240с. ISBN 5-12-000753-8.
Рубин Б.А., Гавриленко В.Ф. Биохимия и физиология фотосинтеза. М.: Изд-во МГУ, 1977.-328с.
Сангвал К. Травление кристаллов: Теория, эксперимент, применение: Пер. с англ. М.: Мир, 1990.-492с. ISBN 5-03-001315-6. [Sangwal Keshra. Etching of Crystals. North-Holland, Amsterdam, Oxford, New York, Tokyo: Elsevier Science Publishers B.V., 1987. ISBN 0-444-87018-0.]
Семенов Н.Н. Химическая физика. (Физические основы химической кинетики), Черноголовка, 1975.
Семёнов Н.Н., Кондратьев В.Н., Эмануэль Н.М. Химическая физика в Академии наук СССР, "Вестник Академии наук СССР".-1974.-№ 2.-С.49.
Слэттер Дж., Домб К., Томсон Г.П., Брэгг, У.Л. Твёрдое тело. Структура и свойства. М.: Знание, 1970.-64с.
Федер Е. Фракталы: Пер. с англ. М.: Мир, 1991.-254с. ISBN 5-03-001712-7. [Feder Jens. Fractals. New York, London: Plenum Press, 1988. ISBN 0-306-42851-2.]
Фролов Ю.Г., Белик В.В. Физическая химия. М.: Химия, 1993.-464с. ISBN 5-7245-0427-8.
Хобза П., Заградник Р. Межмолекулярные комплексы: Роль вандерваальсовых систем в физической химии и биодисциплинах: Пер. с англ. М.: Мир, 1989.-376с. ISBN 5-03-001103-x. [Hobza Pavel, Zahradnik Rudolf. Intermolecular Complexes: The Role of van der Waals Systems in Physical Chemistry and in the Biodisciplines. Prague: Academia, 1988. ISBN 0-444-98943-9.]
Шарипов Г.Л., Казаков В.П., Толстиков Г.А. Химия и хемилюминесценция 1,2-диоксетанов. М.: Наука, 1990.-288с. ISBN 5-02-001327-7.
Эйкен А. Учебник химической физики. 1930.
Эйкен А. Курс химической физики, пер. с нем., вып. 1-3, М. - Л., 1933-1935.
Molecular interactions, ed. by H. Ratajczak, W.J. Orville-Thomas. V.1-3. Chichester, 1980-82.
Photochromism: molecules and systems, eds. H. Dürr, T.H. Bouas-Lauren, Amsterdam, 1990.
Guillet, James. Polymer Photophysics and Photochemistry: An introduction to the study of photoprocesses in macromolecules. Cambridge University Press, 1987.-391p. ISBN 0-521-34783-1.
Levine R.D., Bernstein R.B. Molecular reaction dynamics and chemical reactivity. Oxford, 1987.
Mulliken R.S., Person W.B. Molecular compounds. N.Y., 1969.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ:
В целом: 60 часов.
Аудиторные занятия (лекции) - 32 часа (53%).
Самостоятельная работа - 28 часов (47%).
1 экзамен - в конце семестра.
Составитель программы - доцент Кафедры общей физики 2 Физического факультета СПбГУ с.н.с. к.ф.-м.н. А.В. Бармасов.