全部课程 >材料波谱分析    Spectroscopic Analysis of Materials

课程基本信息

课程编码:02B30030

课程类别:未设置

先修课程:有机化学;;基础化学;高分子学

适用专业:材料化学,E+材料化学

开课院部:材料科学与工程学院

课程负责人:郭俊芳
课程教学团队:
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课程展示


课程简介

《材料波谱分析》是材料化学专业本科生的一门学科方向课。本课程讲授材料解析的主要方法,应用四种谱学方法研究和鉴定有机化合物结构,在有机化学和高分子化学研究及化合物结构鉴定中起着极为重要的作用。随着谱仪的普及与发展,紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱已成为材料工作者最常用的分析工具。本课程的任务是通过多媒体课堂教学环节,系统阐述材料,特别是高分子材料的各种解析方法,了解波谱分析法的基本原理,掌握图谱解析的基本方法,培养灵活运用所学知识、综合分析问题的能力,并能将所学的专业理论知识运用到生产实践中。

Spectroscopic Analysis of Materials is a compulsory course for the undergraduates in Materials Chemistry Major. This course aims to provide the students with a basic understanding of how nuclear magnetic resonance (NMR), infrared (IR) and ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy, and mass spectrometry (MS) give rise to spectra, and how these spectra can be used to determine the structure of organic materials. The objective of this course is to lead the students to an appreciation of the information available from each form of spectroscopy and an ability to use spectroscopic information in the identification of organic compounds through multimedia teaching. Students in this course will study the basic theory of NMR, IR and UV-Vis spectroscopy, and mass spectrometry (MS); determine the structure of organic materials through the spectroscopic information.
 

课程教学要求

序号

专业毕业要求

课程教学要求

关联程度

1

工程知识

表征各种材料的组份及组成。

H

2

问题分析

不同材料的性能产生的不同原因,分析结构与性能之间的关系。

H

3

设计/开发解决方案

按照实际使用对材料的要求,合理选取表征手段,为材料的选取提供依据。

H

4

研究

能通过信息综合表征材料的组成及结构,根据结构与性能之间的关系,为材料的合成、制备提供理论指导。

H

5

使用现代工具

 

 

6

工程与社会

 

 

7

环境和可持续发展

监测环境污染、促进社会可持续发展的先进工艺、先进技术。具备应对环境危机的初步能力,并采取恰当的行动。

M

8

职业规范

 

 

9

个人和团队

 

 

10

沟通

 

 

11

项目管理

 

 

12

终身学习

 

  

 

课程教学内容

章节

名称

主要内容

重难点关键词

学时

类型

绪论

1、波谱的产生和应用;

2、波谱分析法在测定有机化合物分子结构中的特点;

3、掌握电磁波与能量的关系,分子运动形式和对应吸收光谱的波长范围。

1.波谱的应用

2.发展历程

3.分析原理

2

理论讲授

红外吸收光谱法

1、红外吸收光谱产生的条件及吸收峰的位置、峰数、峰强取决那些因素;

2、主要有机化合物的红外吸收光谱特征、吸收频率与基团的关系,解析简单化合物的结构。

3、了解红外吸收光谱的实验技术。

1.红外光谱

2.特征吸收

3.影响因素

4.红外解析

8

理论讲授

紫外吸收光谱法

1、分子中电子能级及电子跃迁规律,及与分子结构的关系、产生吸收带波长及其光谱特征;

2、分子结构及取代基对吸收光谱的影响,共轭体系对吸收波长的影响;

3、各类有机化合物的紫外吸收光谱特征、吸收带波长的计算;

4、紫外吸收光谱测定有机化合物结构的方法。

1.电子跃迁规律

2.特征吸收

3.计算方法

8

理论讲授

核磁共振波谱法

1、核磁共振的基本原理,发生核磁共振的必要条件;

2、化学位移,影响化学位移的各种因素:屏蔽效应、诱导效应、各向异性效应等;

3、自旋偶合与裂分;

4、了解核磁共振的基本实验技术和常用的各种去偶方法;

5、图谱分析与应用。

1.核磁共振

2.化学位移

3.自旋偶合

4.解析

10

理论讲授

质谱法

1、质谱法的基本原理;

2、质谱仪的基本组成、电离方法和离子源;

3、图谱中的离子类型,正确识别分子离子并根据同位素峰确定分子式;

4、离子断裂机理和影响离子断裂的因素,掌握阳离子的开裂类型;

5、了解各类常见有机化合物的质谱谱图的特征;

6、利用亚稳峰确证开裂过程的方法;

7、掌握质谱解析的一般程序,并根据质谱数据推断化合物结构。

1.质谱

2.分子离子峰

3.断裂机理

4.特征质谱

5.质谱解析

8

理论讲授

图谱的综合解析

1、有机化合物结构分析的一般程序;

2、掌握相对分子质量和元素分析数据推测化合物可能的分子式的基本方法;

3、能够运用所学的波谱知识,进行有机化合物的结构分析。

1.解析程序

2.分子式推导

3.结构解析

4

理论讲授

 

考核要求及成绩评定

序号

成绩类别

考核方式

考核要求

权重(%)

备注

1

期末成绩

期末考试

闭卷

70

百分制

2

平时成绩

分组讨论

4次

10

优、良、中、及格、不及格

3

作业

6次

10

优、良、中、及格、不及格

5

平时表现

出勤情况

10

2次未参加课程则无法获得学分

 

学生学习建议

 

  1. 学习方法建议

    1.学习主线:掌握四种谱学的基本原理,应用提供的信息与化合物结构的对应关系进行相应的结构解析和信号归属。

    2. 了解光谱学发展的最新动态和技术。

    3. 在网上观看其它相关国家级或省级精品资源共享课或视频公开课。

  2. 学生课外阅读参考资料

    1.宁永成主编, 《有机化合物结构鉴定与有机波谱学》, 科技出版社

    2.于世林,李寅蔚主编,《波谱分析法》 第二版,重庆大学出版社,

    3.沈淑娟编著,《波谱分析法》,华东理工大学出版社

          4.陈洁,宋启泽编著,《有机波谱分析》,北京理工大学出版社

课程改革与建设

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