Курс лекций читает профессор Гаськов Александр Михайлович

• Взаимодействие энергетических пучков с веществом. Упругое и неупругое рассеяние. Основные понятия и единицы измерения. Классификация методов исследования: методы резонансной спектроскопии, эмиссионной спектроскопии, электронной микроскопии, дифракционные и термические. Краткая характеристика физических принципов, возможностей и ограничений этих групп методов. Механизмы потерь энергии различных энергетических пучков в твердых телах. Влияние перечисленных методов на объект анализа и механизм химических процессов. Разрушающие и неразрушающие методы исследования.

• Резерфордовское обратное рассеяние. Атомные столкновения и спектрометрия рассеян ия ио нов. Потери энергии ионов на ядрах. Сечение рассеяния. Формула Резерфорда. Распределение энергетических потерь ионов по глубине. Каналирование ионов. Анализ состава и реальной структуры приповерхностных слоев и тонких пленок.

• Масс-спектрометрия вторичных ионов. Выход продуктов распыления. Избирательное ионное травление. Масс-спектрометрия вторичных нейтральных частиц, лазерная масс-спектрометрия, микроанализ. Потенциалы ионизации элементов. Количественный анализ состава. Матричный фактор. Профили распределения состава по глубине.

• Эмиссионная спектроскопия. Общая характеристика и классификация эмиссионных методов исследования. Излучательные и безизлучательные электронные переходы. Энергия оже-электронов и фото-электронов. Оже-электронная спектроскопия и микроанализ. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия. Электрон-электронные взаимодействия. Глубина выхода электронов. Интенсивность оже-переходов легких и тяжелых элементов. Х имсдвиг. Количественный а нализ состава поверхности. Микроанализ. Профили распределения состава по глубине.

• Электронная микроскопия Классификация основных электронно - микроскопических методик. Основные способы получения электронного пучка, базовые принципы электронной оптики. Сравнение электронной и оптической микроскопии. Растровая сканирующая электронная микроскопия. Вторичные и отраженные электроны. Основные типы контраста. Локальность метода. Принципы и разновидности рентгеноспектрального микроанализа. Качественный и количественный анализ, основные расчетные схемы количественного микроанализа. Просвечивающая электронная микроскопия. Оптическая схема режимов работы просвечивающего электронного микроскопа. Дифракционный контраст. Способы получения электронной дифракции, точность, локальность. Понятие о фазовом контрасте и электронной микроскопии высокого разрешения. Аналитическая электронная микроскопия: основные спектроскопические методы, реализованные в современном электронном микроскопе.

• Резонансные методы. Общие сведения о спектроскопическом эксперименте. Классификация переходов по энергии и физической природе. Электронная, колебательная и радиочастотная спектроскопия. Механическая задача о колебаниях систем с конечным числом степеней свободы. Прямая спектральная задача. Методы ИК спектроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния и ЯМР. Использование спектральных методов в неорганической химии, исследование адсорбции и механизма реакций.

• Термический анализ. Физические принципы термических методов анализа. Термогравиметрия (ТГ): виды ТГ; типичный вид ТГ-кривой при одностадийном и многостадийном процессах; факторы, влияющие на вид ТГ-кривой. Методы обработки ТГ-кривых. Применение ТГ в неорганической химии, исследование кинетики реакций термического разложения. Дифференциальный термический анализ (ДТА): принцип метода; факторы, влияющие на вид кривой ДТА. Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК). Применение ДТА и ДСК в неорганической химии, определение теплоты реакции, исследование кинетики реакций. Общий обзор и сравнение методов термического анализа, характеристика приборов.

• Аналитическая атомная спектрометрия: общие положения и современное состояние. Атомно-абсорбционная, атомно-эмиссионная, атомно-флуоресцентная, атомно-ионизационная спектрометрия. Атомная масс-спектрометрия. Пробоподготовка, ввод пробы, атомизация и обработка данных.

• Особенности исследования неорганических веществ в жидком состоянии. Краткая характеристика структуры жидких гомогенных растворов. Процессы переноса энергии в растворах. Понятия быстрых реакций. Возможность определения в растворах состава и строения неорганических соединений оптическими, релаксационными, импульсными, флуоресцентными, электрохимическими и резонансными методами. Потенциометрические методы.

Рекомендуемая литература

1. Ю. А. Пентин, Л. В. Вилков Физические методы исследования в химии, Москва, Мир, 2003,
2. Г. К. Будников, В. Н. Майстренко, М. Р. Вяселев. Основы современного электрохимического анализа. Москва Мир 2003.
3. А. Драго, Физические методы исследования в химии, т. 1-2, Москва, Мир, 1981.
4. Дж. Г олдштейн, Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. т. 1- 2. Москва, Мир 1984.
5. Л. Фелдман, Д. Майер. Основы анализа поверхности и тонких пленок. Москва, Мир, 1989.
6. Д. Вудраф, Т. Делчар. Современные методы исследования поверхности Москва, Мир, 1989.
7. Д. Бриггс, М. Сих. Анализ поверхности методами оже и фотоэлектронной спектроскопии. Москва, Мир, 1987.
8. Уэндландт У. Термические методы анализа. М.: Мир, 1978.
9. Егунов В. П. Введение в термический анализ. Самара, 1996.
10. Спектральный анализ чистых веществ. //Под ред. Х. И. Зильберштейна. -2-е изд., -С Пб.: Химия, 1994. -336 с.
11. М. Бек, Р. Надьпал. Новейшие методы исследования комплексообразования в растворах, М., Мир, 1989.

Программа составлена
проф. Гаськовым А. М.