Химия твердого тела и химическое материаловедение

 
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ 
 ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  
ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ХИМИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА И ХИМИЧЕСКОЕ 
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ 
 
Учебно-методическое пособие по курсу «Химия твердого 
тела и химическое материаловедение»  
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
Томск2018 
 
 

РАССМОТРЕНЫ И УТВЕРЖДЕНЫ методической  
комиссией химического факультета 
Протокол № 44 от 16 октября 2017 года 
Председатель комиссии, доцент В.В. Хасанов  
 
 
 
 
 
Учебно-методическое пособие по курсу «Химия твердого тела и 
химическое материаловедение» предназначены для студентов IV курса 
химического факультета по направлению подготовки Химия  
 
 
СОСТАВИТЕЛИ: д-р. тех. наук., профессор  В.В. Козик; д-р. тех. 
наук., профессор Л.П. Борило; канд. хим. наук, доцент С.А. Кузнецова; 
канд. тех. наук, Е.С. Лютова  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
© Томский государственный университет, 2018 

1. Цели освоения дисциплины  
В 
связи 
с 
возрастающими 
потребностями 
современной 
промышленности в новых материалах, рациональных и экологически 
чистых 
технологиях 
их 
получения, 
возрастает 
необходимость 
подготовки специалистов в области химии твердого тела и 
химического материаловедения. Знание теоретических основ и 
физико-химических 
закономерностей 
химии 
твердого 
тела, 
современных методов исследования, аттестации и диагностики 
твердых веществ и материалов позволят специалисту осуществлять 
научно обоснованное прогнозирование и целенаправленный синтез 
материалов, использовать полученные знания в различных областях 
материаловедения. 

Целью курса является освоение специфики химии твердого 
вещества и основ химического материаловедения как раздела 
химической науки. Для реализации поставленной цели необходимо: 
 сформировать у студентов представления о развитии химии 
твердого тела и химического материаловедения; 
 расширить понимание химической связи в твердых веществах, 
фундаментальных законов и принципов химической и физической 
совместимости компонентов составляющих твердое тело, применить 
знания для целенаправленного синтеза веществ в твердом агрегатном 
состоянии; 
 проявлять способность оценивать  факторы, определяющие 
реакционную способность твердого вещества; 
 изучить 
основы 
химического 
материаловедения 
и 
методы 
получения неорганических материалов; 
 выявить целевые свойства неорганических материалов,  на которых 
базируется использование их в  практике. 
 

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата 
Дисциплина 
«Химия 
твердого 
тела 
и 
химическое 
материаловедение» относится к учебному циклу «Профессиональные 
(специальные) дисциплины» по направлению подготовки – «Химия»  
Программа 
данной 
дисциплины 
является 
логическим 
продолжением изучения дисциплин «Неорганическая химии» и 
«Кристаллохимия». В курсе рассматриваются теоретические и 

прикладные аспекты химии твердого вещества в рамках химического 
материаловедения, которые являются основой изучения перехода от 
вещества к материалу.  
 
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате 
освоения дисциплины: 
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:  
 знать основные понятия химии твердых веществ и основные теории 
описания твердофазного состояния вещества;  
 иметь представление о современном твердофазном состоянии 
вещества, проблемах и методах синтеза неорганических веществ и 
материалов на их основе;  
 владеть 
теоретическими 
основами 
и 
физико-химическими 
закономерностями синтеза твердофазных веществ и материалов, 
современными методами исследования, аттестации и диагностики 
веществ и материалов.  

4. Содержание дисциплины и структура учебных видов деятельности 
4. 1. Структура учебных видов деятельности 

Наименование разделов и тем 
Всего 
(час.) 

Контактная работа (час.) 

Самостоятельная 
работа (час.) 

Лекции 

Семинары 

Лабораторные 
занятия 

Консультации 

Коллоквиумы, 
контрольные 
работы, защита 
ИЗ 

Раздел I. Химия твердого тела 

Основные понятия и предмет изучения. Методология науки о 
твердофазном веществе. Природа твердофазного состояния 
вещества. 
Основные модели твердых веществ  

18 
2 
2 
8 
 

 
2 (ИЗ) 
4 

Кристаллохимические основы твердого вещества. 
Кристаллическое и некристаллическое состояние вещества. 
Энергия кристаллической решетки. Реальные кристаллы. 
Дефекты в твердом теле. Квазихимические реакции 

20 
2 
2 
8 
2 

 
2 (ИЗ) 
4 

Химическая и физическая совместимость твердых веществ. 
Факторы, определяющие реакционную способность твердых 
веществ. 
16 
2 
2 
6 
 
 
2 (ИЗ) 
4 

Наименование разделов и тем 
Всего 
(час.) 

Контактная работа (час.) 

Самостоятельная 
работа (час.) 

Лекции 

Семинары 

Лабораторные 
занятия 

Консультации 

Коллоквиумы, 
контрольные 
работы, защита 
ИЗ 

 Поверхность твердого тела и ее роль в оценке свойств 
твердых веществ 

Твердофазные реакции 
18 
 
2 
2 
6 
2 
 
2 (КЛК) 
4 

Раздел II. Химическое материаловедение 

Основы химического материаловедения 
6
2
 
 
 
4

Фундаментальные физико-химические принципы создания 
материалов 
6 
2 
2 
 
 
 
2 

Основные методы синтеза материалов 
12
2
2
6 
2 
 

Важнейшие современные материалы: целевые свойства и 
требования, потребности современных областей науки, 
техники и промышленности 
12 
2 
 
4 
 
 
2 
(Реферат) 
4 

 
  108
16
12
38 
6 
10
26