Рабочая программа по дисциплине: Физико-химические основы технологии электронных средств для специальностей: (шифр, наименование полностью) icon

Рабочая программа по дисциплине: Физико-химические основы технологии электронных средств для специальностей: (шифр, наименование полностью)


Смотрите также:
Примерная программа дисциплины методы и устройства испытаний электронных средств...
Рабочая программа по дисциплине опд р...
Рабочая программа по дисциплине Аналитическая химия и физико-химические методы анализа...
Рабочая программа по дисциплине "Физические основы микроэлектроники" для студентов специальности...
Рабочая программа по курсу “Основы проектирования электронных средств” Красноярск...
Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химические основы водоподготовки» Цикл...
Рабочая программа дисциплина «аналитическая химия и физико-химические методы анализа»...
Рабочая программа   Дисциплины «Физико-химические основы развития и прекращения горения» для...
Учебно-методический комплекс по дисциплине Общая психология ( наименование дисциплины) для...
Рабочая программа по дисциплине Аналитическая химия и физико-химические методы анализа по...
V международная научная конференция «Физико-химические основы формирования и модификации микро и...
Рабочая программа по дисциплине Основы теории управления (наименование дисциплины) для...



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Ижевский государственный технический университет"


У Т В Е Р Ж Д А Ю


Ректор


_____________Б.А. Якимович


_______________________200_г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


По дисциплине:______Физико-химические основы технологии электронных средств


для специальностей:______________________________________________________

(шифр, наименование – полностью)

форма обучения:_________________________________________________________

(очная, очно-заочная или заочная)


семестры ________________7_


лекции _____________34__ч.


практические (семинарские) занятия _________________ч.


лабораторные работы ______________34_ч.


контрольные работы (семестр, количество) __________________


курсовая работа (семестр) __________________


курсовой проект (семестр) __________________


зачеты (семестр) __________________


экзамены (семестр) __________________


Самостоятельная работа _______________ч.


Всего часов __________________ч.

Кафедра_____КиПР_______________________________________________________________

Полное наименование кафедры, представляющей рабочую программу


Составитель_^ Бузилов Сергей Викторович, к. ф.-м. н._, Шуклин Сергей Григорьевич д.х.н.

Ф.И.О.(полностью), степень, звание


Рабочая программа составлена на основании государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и утверждена на заседании кафедры


Протокол от _______________200__г. №____________________


Заведующий кафедрой ____________________________Ю.Г.Подкин


_________________________________200__г.


СОГЛАСОВАНО


Председатель учебно-методической комиссии

по специальности ____________________________ИОФ


_______________________________200__г.


Количество часов рабочей программы соответствует количеству часов рабочего учебного


плана специальности_____________________________


Начальник учебно-инженерного отдела _____________________________ИОФ


_________________________________200__г.


1.Цели и задачи дисциплины и ее место в учебном процессе


1.1. Цели дисциплины:

1.1. Цели и задачи дисциплины.

ФХОТ ЭС – дисциплина, о веществах и их превращениях, сопровождающихся изменением химических и физических свойств.

Основные разделы, характеризующие направление дисциплины и определяющие ее как предмет: строение вещества и учение о важнейших свойствах веществ, находящихся в газообразном, жидком и кристаллическом состоянии; химическая термодинамика; химическая кинетика; учение о химическом равновесии реакций и факторах, влияющих на смещение равновесий; растворы; электрохимия.

Изучив предмет, студент должен:

Иметь представление о превращениях веществ, их составе и строении, зависимости свойств веществ от их состава и строения, условиях и путях превращения одних веществ в другие; о химических, физико-химических и физических методах идентификации.

^ Знать и уметь использовать:

- основные законы и закономерности физической химии;

- рассчитывать термодинамические функции;

-производить расчеты скоростей химических реакций, констант равновесия, концентрации растворов, характера среды, ЭДС гальванического элемента;

- уметь составлять уравнения реакций с изменением и без изменения степени окисления элементов, с помощью электродных потенциалов уметь предсказывать возможность и направление самопроизвольного протекания реакций;

- знать сущность электрохимических процессов и уметь составлять схемы электродных процессов, производить расчеты по законам Фарадея.


1.2. Перечень дисциплин, знание которых необходимо для изучения данной дисциплины.

1. Математика.

2. Физика.

3. Неорганическая химия.


^ 2. Тематический план дисциплины

2.1. Наименование тем лекций, их содержание и объем в часах


№ п/п

Краткое содержание

Объем в часах

1

2

3




Введение

Роль физико-химических процессов в технологии электронных средств. Связь предмета с другими дисциплинами.

2




Раздел 1. Строение вещества




1.1

Первые модели строения атома. Квантово-механическая модель атома водорода. Принцип Паули. Строение многоэлектронных атомов. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева. Периодические свойства элементов.

4

1.2

Агрегатное состояние вещества. Понятие об идеальных и реальных газах. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов. Уравнение состояния идеального газа. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Жидкое состояние. Испарение и кипение жидкостей. Твердое состояние. Плавление и отвердевание веществ. Основные типы кристаллических решеток.

3

1.3

Взаимодействия между молекулами. Водородная связь. Комплексные соединения. Химическая связь в комплексах, структура и свойства.

1




Раздел 2. Общие закономерности химических процессов




2.1

Химическая термодинамика технологических процессов. Внутренняя энергия, теплота, работа. Первое начало термодинамики и его применение к различным к изопроцессам. Энтальпия. Закон Гесса. Термохимия. Методы расчета теплот образования и сгорания. Теплоемкость. Зависимость теплоемкости от температуры. Обратимые и необратимые процессы. Второе начало термодинамики. Энтропия. Изменение энтропии в разных процессах. Энергия Гиббса. Энергия Гельмгольца. Химический потенциал. Фугитивность. Активность. Фазовые равновесие. Константа равновесия и ее связь с термодинамическими функциями. Закон действия масс. Принцип Ле-Шателье. Правило фаз. Явления и процессы на поверхности раздела двух фаз. Адсорбционное равновесие.

4

2.2

Физико-химический анализ как метод научного исследования и обеспечения качества и эффективности производства электронных средств. Химическая кинетика. Кинетика технологических процессов производства электронных средств, влияние температуры на скорость химических реакций. Скорость гомогенных и гетерогенных химических реакций и ее зависимость от концентрации. Правило Вант-Гоффа. Энергия и механизмы активации химических реакций. Гомогенный катализ. Ценные реакции. Колебательные реакции. Гетерогенный катализ.


4




Раздел 3. Растворы.




3.1

Основы термодинамики растворов и неравновесных систем. Растворы. Определение и классификация. Растворы неэлектролитов и электролитов. Общие свойства растворов: осмотическое давление, давление пара раствора, температура кипения и замерзания растворов. Химическое равновесие в растворах, его смещение. Электролитическая диссоциация, константа диссоциации, изотонический коэффициент. Диссоциация воды. водородный показатель. Произведение растворимости. Гидролиз солей. Ионные реакции в растворе.

4




Раздел 4. Электрохимия.




4.1

Электрохимические процессы. Электрохимическая диссоциация и теория сильных электролитов. Электропроводность растворов. Проводники первого и второго рода. Удельная электропроводность растворов и ее измерение. Эквивалентная электропроводность. Скорость и подвижность ионов. Закон Кольрауша. Механизмы переноса электричества ионами. Закон разбавления.

2

4.2

Гальванические элементы. Окислительно-восстановительные и электрохимические процессы. Определение и классификация электрохимических процессов. Законы Фарадея. Термодинамика электрохимических систем. Электродный потенциал. Гальванические элементы, ЭДС и ее измерение. Стандартный водородный электрод и водородная шкала потенциалов. Равновесный потенциал. Уравнение Нернста. Потенциалы металлических, газовых и окислительно-восстановительных электродов. Кинетика электродных процессов. Электрохимическая и концентрационная поляризация. Электролиз. Поляризационные процессы при электролизе. Последовательность электродных процессов. Выход по току. Электролиз с нерастворимыми и растворимыми анодами. Применение электролиза. Химические источники тока. Электрохимические энергоустановки.

6

4.3

Коррозия и защита металлов. Определение и классификация. Электроэррозия материалов. Химическая, электрохимическая виды коррозии. Расчеты при коррозии. Методы защиты от коррозии. Изменение свойств коррозионной среды. Ингибиторы.

4




^ Всего часов:

34



2.2. Наименование тем лабораторных и практических занятий,

их содержание и объем в часах

№ п/п

Тема

Объем в часах

Краткое содержание

1

2

3




1

Правила техники безопасности

2

Изучение инструкции по технике безопасности в лаборатории химии.

2

Лабораторная работа "Определение эквивалента металла".

2

Определение молярной массы эквивалента металла магния, алюминия или цинка методом вытеснения водорода

3

Лабораторная работа "Скорость химических реакций".

4

Определение экспериментальным путем скорости химических реакций тиосульфата натрия с серной кислотой. Оценка влияния различных факторов на характер протекания реакции.

4

Лабораторная работа «Гидролиз солей».

4

Изучение влияния различных факторов на гидролиз, оценка степени гидролиза.

5

Лабораторная работа «Окислительно-восстановительные реакции».

4

Изучить протекание окислительно-восстановительных реакций в растворах электролитов. научиться определять окислитель, восстановитель.

6

Лабораторная работа "Электролиз водных растворов».

4

Изучение процессов электролиза хлорида олова, иодида калия, сульфата натрия, сульфата титана

7

Лабораторная работа "Коррозия металлов и методы защиты».

4

Изучить механизм образования микрогальванических элементов при коррозии. Изучить процессы: коррозия натрия, оцинкованного и луженого железа, оксидирование железа.

8

Лабораторная работа «Химические источники тока»

5

Научиться определять направление протекания окислительно-восстановительных процессов по окислительно-восстановительным потенциалам реагирующих веществ.

9

Лабораторная работа «Определение концентрации растворов титрованием»

5

Определение концентрации растворов соляной и серной кислот титрованием растворов щелочи




Итого:

34





3. Курсовых работ нет.

4. Контрольных работ нет.

5. Расчетно-графических работ нет.


6. Темы самостоятельной работы

Самостоятельная работа

Тема лекции

Вопросы, выделенные на самостоятельное

изучение

Объем, час

Основные законы физической химии

Законы: сохранения массы вещества, постоянства состава, кратных отношений, количественные законы

4

Периодическая система элементов

Периодичность свойств элементов и их соединений по периодам и группам

6

Химическая связь

Виды связи ионная, металлическая, межмолекулярное взаимодействие

6

Химическое и фазовое равновесие

Расчет равновесных концентраций реагирующих веществ. Фазовое равновесие. Правило фаз. Фазовые диаграммы для одно- и двухкомпонентных систем. Диаграммы плавкости.

6

Дисперсные системы, растворы

Типы дисперсных систем. Растворы. Способы выражения концентрации растворов. Общие свойства растворов.

6

Окислительно-восстановительные реакции

Протекание реакций в расплавах и газах.

6

Гальванические элементы

Газовые электроды, их устройство и расчет их потенциалов. Определение возможности протекания окислительно-восстановительных реакций. Расчет константы равновесия и энергии Гиббса.

6

Электролиз растворов и расплавов солей

Применение законов Фарадея для расчета выхода продуктов на электродах.

6

Коррозия металлов и сплавов

Термодинамика коррозионных процессов. Методы защиты металлов и сплавов от коррозии

6

Итого




52



Контроль за выполнением самостоятельной работы студентов осуществляется в часы лабораторных занятий и отражается в вопросах к экзамену.


^ 7. Вопросы для подготовки к экзамену по предмету ФХОТЭС

  1. Основные законы физической химии: закон сохранения массы, постоянства состава, кратных отношений, закон Авогадро и следствие из него. Закон эквивалентов. Эквивалент простого и сложного вещества. Определение эквивалента по химическим реакциям.

  2. Строение атома. Эволюция в развитии о строении атома (Томсон, Резерфорд, Бор). Современная теория строения атома. Корпускулярно-волновая двойственность электрона (Луи-де-Бройль, Девиссон, Джермер). Принцип неопределённости Гейзенберга. Уравнение Шредингера. Понятие о волновой функции и электронном облаке Квантовые числа, их физический смысл. Энергетический уровень, подуровень, орбиталь, типы орбиталей. Принцип Паули и следствие из него. Принцип наименьшей энергии. Правило Гунда. Электронные формулы (конфигурации) атомов.

  3. Периодический закон химических элементов и его физический смысл. Периодическая система элементов. Понятие о s-, р-, d-, f-элементах. Электронные аналоги: полные и неполные. Потенциал ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность. Закономерности в изменениях этих величин в группах и периодах.

  4. Химическая связь и её виды. Ковалентная связь, ее образование по методу валентных связей. Обменный и донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи. Характеристики прочности ковалентной связи. Факторы, влияющие на неё. Понятие о - и -связях. Свойства ковалентной связи: насыщаемость, направленность, поляризуемость. Полярность связи, полярность молекул. Теория гибридизации. Типы гибридизации связи. Строение молекул. Ионная связь, её свойства.

  5. Энергетика химических процессов. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия и энтальпия. Закон Гесса, следствия из него. Термохимические уравнения и расчёты. Второй закон термодинамики. Энтропия, её изменение в химических процессах. Энергия Гиббса. Направленность химических процессов.

  6. Понятие о механизме химической реакции. Гомогенные и гетерогенные системы. Условия протекания реакций. Понятия о скорости химической реакции. Средняя скорость и скорость истинная. Зависимость скорости химических реакций от концентрации (закон действующих масс) для гомогенных и гетерогенных реакций. Константа скорости реакции, её физический смысл и размерность. Порядок и молекулярность реакции. Зависимость скорости реакции от температуры (правило Вант-Гоффа). Уравнение Аррениуса.

  7. Обратимые химические реакции. Химическое равновесие. Константа равновесия для гомогенных и гетерогенных реакций, её физический смысл. Смещение химического равновесия (принцип Ле-Шателъе). Связь энергии Гиббса и константы равновесия.

  8. Понятие о дисперсных системах. Классификация дисперсных систем. Растворы, их виды. Способы выражения концентрации растворов. Растворимость. Свойства растворов неэлектролитов: давление пара растворителя, температуры кипения, замерзания, осмотическое давление (законы Рауля и Вант-Гоффа).

  9. Растворы электролитов. Отклонение свойств электролитов от свойств растворов неэлектролитов. Изотонический коэффициент. Электролитическая диссоциация, её механизм. Сильные и слабые электролиты. Степень и константа диссоциации. Кажущаяся степень диссоциации. Реакции в растворах электролитов. Ионные уравнения реакций Произведение растворимости. Условие выпадения осадка.

  10. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Характеристика кислотности и щёлочности среды. Водородный показатель, его значения в различных средах. Индикаторы.

  11. Гидролиз солей. Типичные случаи гидролиза (4 случая). Совместный гидролиз. Количественные характеристики гидролиза: степень гидролиза, константа гидролиза.

  12. Валентность и степень окисления. Определение степени окисления атомов различных элементов. Процессы окисления и восстановления. Окислители и восстановители. Окислительно-восстановительные реакции. Их классификация и значение. Вывод коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса и электронно-ионным методом.

  13. Химические источники тока. Их виды, преимущества и недостатки. Возникновение скачка потенциала на границе металл-электролит. Равновесный электродный потенциал, его зависимость от концентрации (уравнение Нернста). Устройство гальванических элементов. Процессы, происходящие на электродах элемента. Электрохимические схемы гальванических элементов. Определение стандартных электродных потенциалов. Тины гальванических элементов. Стандартный водородный электрод. Электрохимический ряд напряжений. - Явление поляризации. Деполяризация. Топливные элементы. Аккумуляторы.

  14. Электролиз. Его сущность. Анод и катод, процессы, происходящие на них. Напряжение разложения. Перенапряжение при электролизе. Последовательность разряда ионов на катоде и аноде. Электролиз с растворимым и нерастворимым анодом. Электролиз растворов и расплавов. Вторичные процессы при электролизе. Законы электролиза. Выход по току. Практическое применение электролиза.

  15. Коррозия металлов. Классификация коррозии по видам коррозионных разрушений, по видам коррозионных сред и механизму коррозионных процессов. Химическая коррозия, сё сущность и виды. Оценка защитных свойств плёнок при химической коррозии. Методы защиты металлов от химической коррозии. Электрохимическая коррозия Её виды и механизм протекания. Факторы, влияющие на скорость протекания электрохимической коррозии. Причины её возникновения. Перенапряжение и его роль при коррозии металлов. Методика расчёта возможности коррозии металлов и их сплавов в конкретных условиях.

  16. Защита металлов от электрохимической коррозии. Изоляционные методы, электрохимические методы. Обработка коррозионно-агрессивных сред. Экономическое значение защиты металлов от коррозии.



^ 8. Вопросы для проверки остаточных знаний по предмету ФХОТЭС


  1. Периодический закон химических элементов и его физический смысл.

  2. Типы химической связи.

  3. Агрегатное состояние вещества.

  4. Основные законы идеальных газов и молекулярно-кинетическая теория.

  5. Первый закон термодинамики и его применение к газам.

  6. Энтальпия. Закон Гесса.

  7. Второй закон термодинамики.

  8. Энтропия. Изменение энтропии в разных процессах.

  9. Энергии Гиббса, Гельмгольца. Химический потенциал.

  10. Скорости химических реакций.

  11. Катализ. Гомогенный, гетерогенный катализ.

  12. Обратимость химических реакций. Признаки химического равновесия.

  13. Фазовое равновесие. Равновесие в однокомпонентных и двухкомпонентных системах.

  14. Растворы. Концентрация растворов.

  15. Электропроводность растворов.

  16. Гальванические элементы.

  17. Явление электролиза.


^ 9. Дополнительные средства, используемые при обучении


  1. Лекционный курс сопровождается лекционным демонстрационным экспериментом.

  2. Используются справочные таблицы.


Список литературы


Основная литература

  1. А.Г. Стромберг, Д.П. Семченко Физическая химия. - М.: ВШ, 2001.

  2. В.В Крапухин, И.А. Соколов, Г.Д.Кузнецов. Технология материалов электронной техники (Теория процессов полупроводниковой технологии). –М.:МИСиС, 1995,493 с.

  3. В.В.Еремин, С.И.Карпов, Н.Е.Кузменко. Задачи По физической химии. МГУ, Москва, 2000, 315 с.

  4. Н.В.Коровин, Э.И.Мингулина, Н.Г. Рыжова Лабораторные работы по химии. – М. : Высшая школа, 2001.


Дополнительная литература

  1. Н.С. Ахметов Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 2001.

  2. Н.С. Ахметов, М.К. Азизова, Л.И. Бадыгина Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорганической химии. – М.: Высшая школа, 1999.




Скачать 133.89 Kb.
оставить комментарий
Дата25.11.2011
Размер133.89 Kb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх