Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Wstęp do spektroskopii molekularnej
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
HNKT-1-302-s
Wydział:
Humanistyczny
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Nowoczesne technologie w kryminalistyce
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Mozgawa Włodzimierz (mozgawa@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Założeniem wykładu jest przekazanie studentom podstawowej wiedzy o sposobie badania struktury i właściwości ciała stałego z wykorzystaniem metod spektroskopowych i spektrometrii mas. Celem wykładu jest omówienie problemów związanych z możliwościami wykorzystania różnych metod spektroskopii molekularnej, jako narzędzi pozwalających na badanie struktury ciała stałego oraz jego właściwości fizykochemicznych.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student zna i rozumie podstawy teoretyczne różnych metod analitycznych i ich wykorzystanie w interpretacji wyników pomiarowych NKT1A_W06, NKT1A_W09 Sprawozdanie,
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Prezentacja,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Student posiada podstawową wiedzę w zakresie spektroskopii molekularnej i spektrometrii mas NKT1A_W06, NKT1A_W09 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Prezentacja,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W003 Student poznaje relacje łączące związek chemiczny z widmem oscylacyjnym i procesem prowadzącym do jego uzyskania, łącznie z kontrolą parametrów rejestracji widma NKT1A_W06, NKT1A_W09 Sprawozdanie,
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Prezentacja,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W004 Student poznaje teoretyczne podstawy działania aparatury stosowanej w badaniach naukowych i analizie instrumentalnej NKT1A_W02, NKT1A_W06, NKT1A_W09 Sprawozdanie,
Prezentacja,
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W005 Student zdobywa wiedzę teoretyczną i praktyczną z zakresu technik wykorzystania spektroskopii oscylacyjnej do identyfikacji i badania struktury materiałów NKT1A_W06 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Prezentacja,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W006 Student posiada rozszerzoną wiedzę z zakresu podstawowych działów chemii ciała stałego i poznania świata NKT1A_W06 Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Prezentacja,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi wykazać się znajomością podstaw spektroskopii molekularnej i spektrometrii mas NKT1A_U09, NKT1A_U06, NKT1A_U08 Sprawozdanie,
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Prezentacja,
Aktywność na zajęciach
M_U002 Student potrafi wykorzystać w zakresie swojej specjalności wiedzę z zakresu podstawowych działów chemii NKT1A_U09 Sprawozdanie,
Prezentacja,
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach
M_U003 Student potrafi samodzielnie wyszukać informacje w czasopismach naukowych i popularnonaukowych oraz chemicznych bazach danych w języku polskim i angielskim NKT1A_U09, NKT1A_U06 Sprawozdanie,
Zaliczenie laboratorium,
Prezentacja,
Aktywność na zajęciach
M_U004 Student potrafi przestawić wyniki badań w formie raportów pisemnych w języku polskim i/lub w formie samodzielnie przygotowanego referatu NKT1A_U06, NKT1A_U03 Sprawozdanie,
Prezentacja
M_U005 Student umie samodzielnie zaprojektować i przeprowadzić eksperyment oraz krytycznie przeanalizować wyniki NKT1A_U09, NKT1A_U06, NKT1A_U03 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Aktywność na zajęciach
M_U006 Student potrafi dobrać warunki pomiaru widma IR i/lub Ramana, wybrać metodę jego rejestracji, przeanalizować zarejestrowane widmo i wyciągać wnioski odnośnie struktury badanego materiału NKT1A_U09, NKT1A_U06, NKT1A_U03 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach
M_U007 Student umie wyszukiwać i porównywać analizowane widmo z widmami zgromadzonymi w różnych bazach danych NKT1A_U06 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie
M_U008 Student potrafi w sposób krytyczny ocenić wyniki analiz i przedyskutować błędy pomiarowe NKT1A_U06 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student ma świadomość konieczności zachowania etyki zawodowej, zarówno w działaniach własnych, jak i innych osób NKT1A_K02 Zaangażowanie w pracę zespołu,
Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_K002 Student potrafi formułować i przedstawiać opinie na temat podstawowych zagadnień chemicznych i osiągnięć w tej dyscyplinie NKT1A_K01, NKT1A_K02 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Prezentacja
M_K003 Student ma świadomość odpowiedzialności za podejmowane badania i eksperymenty NKT1A_K02 Zaliczenie laboratorium,
Zaangażowanie w pracę zespołu,
Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Udział w dyskusji,
Egzamin
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
90 45 0 30 0 0 15 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student zna i rozumie podstawy teoretyczne różnych metod analitycznych i ich wykorzystanie w interpretacji wyników pomiarowych + - + - - + - - - - -
M_W002 Student posiada podstawową wiedzę w zakresie spektroskopii molekularnej i spektrometrii mas + - + - - + - - - - -
M_W003 Student poznaje relacje łączące związek chemiczny z widmem oscylacyjnym i procesem prowadzącym do jego uzyskania, łącznie z kontrolą parametrów rejestracji widma + - + - - + - - - - -
M_W004 Student poznaje teoretyczne podstawy działania aparatury stosowanej w badaniach naukowych i analizie instrumentalnej + - + - - - - - - - -
M_W005 Student zdobywa wiedzę teoretyczną i praktyczną z zakresu technik wykorzystania spektroskopii oscylacyjnej do identyfikacji i badania struktury materiałów + - + - - + - - - - -
M_W006 Student posiada rozszerzoną wiedzę z zakresu podstawowych działów chemii ciała stałego i poznania świata + - + - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykazać się znajomością podstaw spektroskopii molekularnej i spektrometrii mas + - + - - + - - - - -
M_U002 Student potrafi wykorzystać w zakresie swojej specjalności wiedzę z zakresu podstawowych działów chemii + - + - - + - - - - -
M_U003 Student potrafi samodzielnie wyszukać informacje w czasopismach naukowych i popularnonaukowych oraz chemicznych bazach danych w języku polskim i angielskim + - + - - + - - - - -
M_U004 Student potrafi przestawić wyniki badań w formie raportów pisemnych w języku polskim i/lub w formie samodzielnie przygotowanego referatu - - + - - + - - - - -
M_U005 Student umie samodzielnie zaprojektować i przeprowadzić eksperyment oraz krytycznie przeanalizować wyniki - - + - - - - - - - -
M_U006 Student potrafi dobrać warunki pomiaru widma IR i/lub Ramana, wybrać metodę jego rejestracji, przeanalizować zarejestrowane widmo i wyciągać wnioski odnośnie struktury badanego materiału - - + - - - - - - - -
M_U007 Student umie wyszukiwać i porównywać analizowane widmo z widmami zgromadzonymi w różnych bazach danych - - + - - - - - - - -
M_U008 Student potrafi w sposób krytyczny ocenić wyniki analiz i przedyskutować błędy pomiarowe - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość konieczności zachowania etyki zawodowej, zarówno w działaniach własnych, jak i innych osób + - + - - + - - - - -
M_K002 Student potrafi formułować i przedstawiać opinie na temat podstawowych zagadnień chemicznych i osiągnięć w tej dyscyplinie + - + - - + - - - - -
M_K003 Student ma świadomość odpowiedzialności za podejmowane badania i eksperymenty + - + - - + - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 152 godz
Punkty ECTS za moduł 6 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 90 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (45h):

Celem wykładu jest zapoznanie studenta z podstawami teoretycznymi i zastosowaniami praktycznymi najważniejszych metod spektroskopii molekularnej oraz spektrometrii mas. Student uzyska wiedzę na temat technik rejestracji widm, zdobędzie umiejętność ich interpretacji oraz analizy danych eksperymentalnych w powiązaniu z budową i właściwościami związków chemicznych.

1. Wstęp do metod spektroskopowych: formy energii cząsteczki; oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materią; fala elektromagnetyczna; podział metod spektroskopowych.
2. Spektroskopia oscylacyjna: model oscylatora harmonicznego i anharmonicznego cząsteczki dwuatomowej; oscylacje cząsteczek wieloatomowych
3. Absorpcyjna spektroskopia w podczerwieni: reguły wyboru; pojęcie drgania normalnego; klasyfikacja drgań normalnych; parametry widma spektroskopowego
4. Rejestracja widm w podczerwieni: budowa i zasada działania aparatury stosowanej do rejestracji widm oscylacyjnych; pojęcie zdolności rozdzielczej; stosunek sygnału do szumu; porównanie metody dyspersyjnej i fourierowskiej.
5. Zasady interpretacji widm spektroskopii optycznej; zastosowanie procedur matematycznych do obróbki danych spektroskopowych.
6. Spektroskopia efektu Ramana: rozpraszanie promieniowania; reguły wyboru; relacje pomiędzy widmami IR oraz Ramana; przykładowe zastosowania.
7. Spektroskopia rotacyjna: poziomy energetyczne w modelu sztywnego rotatora; zależność widma rotacyjnego od temperatury; reguły wyboru; przykładowe zastosowania.
8. Spektroskopia elektronowa: charakterystyka stanów elektronowych; reguły wyboru i intensywności przejść elektronowych; fluorescencja i fosforescencja; przykładowe zastosowania.
9. Spektroskopia fotoelektronów: efekt fotoelektryczny; techniki XPS oraz UPS; zjawisko Augera; przykładowe zastosowania.
10. Spektroskopie magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) oraz elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR).
11. Wstęp do spektrometrii mas – podstawowe pojęcia, metody jonizacji.
12. Spektrometria mas – analizatory, detektory.
13. Tandemowa spektrometria mas.
14. Wysokorozdzielcza spektrometria mas.
15. Przykłady zastosowań spektrometrii mas.

Ćwiczenia laboratoryjne (30h):

Studenci rozwiązują problemy ilustrujące wybrane zagadnienia wykładu. Zdobywają umiejętność interpretacji widm oraz zapoznają się z możliwościami ich wykorzystania w analizie jakościowej i ilościowej związków chemicznych.

1. Zajęcia organizacyjne. Zasady BHP.
2. Budowa i działanie spektrometrów IR i Ramana.
3. Metody i techniki pomiarowe spektroskopii oscylacyjnej.
4. Preparatyka próbek w spektroskopii i rejestracja widm.
5. Interpretacja i analiza widm oscylacyjnych.

Zajęcia seminaryjne (15h):

Prezentacje do samodzielnego przygotowania.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Metoda podająca: wykład z prezentacją multimedialną
  • Ćwiczenia laboratoryjne: Metoda praktyczna: ćwiczenia laboratoryjne.
  • Zajęcia seminaryjne: Metoda problemowa: temat do samodzielnego opracowania, dyskusja
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Egzamin:
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych oraz zajęć seminaryjnych. Egzamin odbywa się w formie pisemnej (I i II termin) lub ustnej ( III termin). Ocena z egzaminu przyznawana jest zgodnie z regulaminem studiów.

Laboratoria:
Warunkiem uzyskania zaliczenia końcowego jest oddanie wszystkich sprawozdań, ocenionych na ocenę pozytywną. Każde sprawozdanie oddać należy na kolejnych realizowanych zajęciach (nieuzasadnione oddanie sprawozdania w późniejszym czasie skutkuje obniżeniem oceny). Ocena uzyskana za sprawdzanie nie podlega poprawie (wyjątkiem jest uzyskanie oceny niedostatecznej) i negocjacjom w celu jej podwyższania. Ocenę stanowić będzie średnia arytmetyczna ocen ze sprawozdań.

Seminaria:
Warunkiem uzyskania zaliczenia końcowego jest przygotowanie i wygłoszenie prezentacji na zadany temat oraz aktywny udział w zajęciach. Ocenę stanowić będzie średnia arytmetyczna ocen uzyskanych przez studenta za wygłoszony referat, obecność na zajęciach oraz aktywność studenta na zajęciach.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Zajęcia rozpoczynają się o godzinie określonej w planie zajęć; zajęcia realizowane są zgodnie z przedłożonym harmonogramem.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Zajęcia rozpoczynają się o godzinie określonej w planie zajęć; zajęcia realizowane są zgodnie z przedłożonym harmonogramem. Udział w zajęciach możliwy jest tylko po wcześniejszym przygotowaniu niezbędnego zakresu informacji i materiałów wskazanych przez prowadzącego na poprzednim spotkaniu.
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Zajęcia rozpoczynają się o godzinie określonej w planie zajęć; zajęcia realizowane są zgodnie z przedłożonym harmonogramem.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa stanowi średnią ważoną z egzaminu (waga 0,6), ćwiczeń laboratoryjnych (waga 0,2) i seminariów (waga 0,2).

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Udział w zajęciach laboratoryjnych i seminaryjnych jest obowiązkowy.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Podstawowa wiedza z zakresu fizyki, chemii organicznej i nieorganicznej. Zaliczone główne przedmioty pierwszego roku studiów.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

. Z. Kęcki: „Podstawy spektroskopii molekularnej”, PWN, Warszawawa 1992.
2. J. Konarski: „Teoretyczne podstawy spektroskopii molekularnej”, PWN, Warszawa 1991.
3. A. Bolewski , W. Żabiński (red.): „Metody badań minerałów i skał”, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1988.
4. P.Suder, A. Bodzoń-Kułakowska, J. Silberring (red.): „ Spektrometria mas”, Wydawnictwa AGH, Kraków 2016.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak