Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowaniaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Elementy krystalochemii

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0600-S2-ChK-EK Kod Erasmus / ISCED: 13.3 / (0531) Chemia
Nazwa przedmiotu: Elementy krystalochemii
Jednostka: Wydział Chemii
Grupy: Kierunek: Chemia Kosmetyczna - semestr 2
Punkty ECTS i inne: 5.00 LUB 4.00 (zmienne w czasie)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Wymagania wstępne:

Znajomość matematyki i fizyki na poziomie szkoły średniej, znajomość chemii na poziomie absolwenta S1

Rodzaj przedmiotu:

przedmiot obowiązkowy

Całkowity nakład pracy studenta:

1. 20 wykład, tj. 20 kontaktowych,

2. 25 laboratorium, tj. 25 kontaktowych,

3. 20 praca indywidualna,

4. 35 czas wymagany do przygotowania w procesie oceniania,

5. całkowity czas nakładu pracy studenta to 100 h/25 = 4 ECTS.



Efekty uczenia się - wiedza:

W1: zna podstawowe pojęcia z zakresu krystalochemii, K_W06

W2: zna pojęcia pozwalające określać symetrię cząsteczki oraz układu krystalograficznego, K_W06

W3: zna zagadnienia grup przestrzennych symetrii oraz wygaszeń systematycznych (typ sieci Bravais, translacyjne elementy symetrii), K_W06

W4: zna podstawy teoretyczne metod dyfrakcyjnych i ich zastosowanie do badań związków chemicznych i biomateriałów - K_W06


Efekty uczenia się - umiejętności:

U1: potrafi korzystać z dotychczasowej wiedzy z chemii oraz wykorzystuje ją w krystalochemii - K_U01

U2: potrafi rozpoznać symetrię cząsteczek, sieci krystalicznej, potrafi zastosować metody dyfrakcyjne do identyfikacji substancji, określenia parametrów i symetrii sieci - K_U06


Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

K1: rozumie potrzebę poszerzania własnej wiedzy o zagadnienia związane z krystalochemią - K_K01

K2: potrafi pracować w grupie, rozwiązywać problemy dotyczące symetrii cząsteczek i ich struktury - K_K02.


Metody dydaktyczne:

Wykład: wykład informacyjny lub problemowy.

Laboratorium: metoda ćwiczeniowa i laboratoryjna

Metody dydaktyczne podające:

- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład problemowy

Metody dydaktyczne poszukujące:

- ćwiczeniowa

Skrócony opis:

Celem przedmiotu jest zaznajomienie studentów z podstawową wiedzą z zakresu krystalochemii. Wykład i laboratorium zapoznają studentów z podstawami krystalografii geometrycznej, zagadnieniami symetrii cząsteczek i sieci krystalicznej, częściowo w ujęciu teorii grup, zastosowaniem metod dyfrakcyjnych do identyfikacji substancji, określenia parametrów i symetrii sieci kryształu, metodami badań strukturalnych związków chemicznych i biomateriałów oraz podstawowymi typami struktur krystalicznych. Omawiane są zagadnienia zależności właściwości chemicznych i fizycznych od wewnętrznej struktury kryształów.

Pełny opis:

Podstawowe pojęcia: budowa sieci krystalicznej, komórka elementarna, symbole punktów, prostych i płaszczyzn sieciowych, układy krystalograficzne, czworościan zasadniczy, prawo pasów. Elementy symetrii - operatory w ujęciu macierzowym. Kombinacje elementów symetrii, reguły składania. Symetria cząsteczki. Grupy punktowe, symbolika międzynarodowa i Schoenflisa. Rozpoznawanie elementów symetrii, grupy punktowej i układu krystalograficznego. Translacje: sieci Bravais i translacyjne elementy symetrii. Grupy przestrzenne a grupy punktowe. Punkty symetrycznie równoważne. Krystalografia rentgenowska. Równania Bragga i Lauego. Metoda Debye'a, Scherrera i Hulla - identyfikacja i wskaźnikowanie, stała sieciowa. Czynniki struktury a gęstość elektronowa. Prawo Friedla, grupy dyfrakcyjne Lauego. Grupa przestrzenna a wygaszenia systematyczne (typ sieci Bravais, translacyjne elementy symetrii). Problem fazowy. Funkcja Pattersona i metody bezpośrednie. Klasyfikacja struktur krystalicznych - elementy krystalochemii.

Literatura:

1. T. Penkala, Zarys Krystalografii, PWN Warszawa, 1977,

2. Z. Bojarski, M. Gigla, K. Stróż, M. Surowiec, Krystalografia, PWN, 1996,

3. Z. Bojarski [et al.]. Krystalografia: podręcznik wspomagany komputerowo Wydaw. Naukowe PWN, 2001,

4. Z. Trzaska-Durski, H. Trzaska-Durska, Podstawy Krystalografii Strukturalnej i Rentgenowskiej, PWN, 1994.

Metody i kryteria oceniania:

Metody oceniania

Wykład: Egzamin pisemny oceniany w procentach

Kryteria oceniania: Sprawdzenie W1-W4, U1, U2, K1, K2

Zagadnienia na egzamin:

1. Budowa sieci krystalicznej, układy krystalograficzne, operacje symetrii i operatory macierzowe, grupy translacyjne Bravais, grupy punktowe i przestrzenne, punkty równoważne symetrycznie.

2. Generowanie promieniowania rentgenowskiego, jego oddziaływanie z materią, dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego na kryształach – równanie Bragga i równanie Lauego.

3. Metoda Debye’a Scherrera Hulla, metoda Lauego, metoda obracanego kryształu. Identyfikacja substancji, wskaźnikowanie refleksów.

4. Atomowe czynniki rozpraszania i ich zależność od kąta wzmocnienia i czynnika temperaturowego. Wygaszenia systematyczne. Prawo Friedla, grupy dyfrakcyjne Lauego, określenie symetrii kryształu.

5. Problem fazowy, określania fazy metodą Pattersona. Normalizacja czynników struktury, skalowanie i czynnik temperaturowy metodą Wilsona, wartość fazy refleksów dla struktur niecentro- i centrosymetrycznych, metody bezpośrednie. Określenie możliwej symetrii cząsteczki na podstawie wygaszeń systematycznych, objętości komórki elementarnej i pomiaru gęstości kryształu. Odgadnięcie struktury na podstawie położeń szczególnych.

6. Elementy krystalochemii. Podstawowe typy struktur – metale, diament i grafit, typu AB i AB2. Rodzaj oddziaływań pomiędzy składnikami sieci, obliczanie długości wiązań i promieni składników sieci krystalicznej na podstawie znajomości położeń i stałej sieci, liczba koordynacyjna, stosunek promieni składników dla struktur typu AB i AB2, procent zapełnienia przestrzeni, związek między budową sieci krystalicznej a wybranymi właściwościami chemicznymi i fizycznymi.

Laboratorium: zaliczenie na ocenę

Kryteria oceniania: Sprawdzenie W1-W4, U1, U2, K1, K2

wymagany próg na ocenę dostateczną 51-60%, dostateczny plus 61-65%, dobry 66-75%, dobry plus 76-80%, bardzo dobry 81%.

Praktyki zawodowe:

nie dotyczy

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2017/18" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 25 godzin więcej informacji
Wykład, 20 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Wojtczak
Prowadzący grup: Anna Kozakiewicz-Piekarz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2018/19" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 25 godzin więcej informacji
Wykład, 20 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Wojtczak
Prowadzący grup: Anna Kozakiewicz-Piekarz, Andrzej Wojtczak
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2019/20" (zakończony)

Okres: 2020-02-29 - 2020-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 25 godzin więcej informacji
Wykład, 20 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Wojtczak
Prowadzący grup: Anna Kozakiewicz-Piekarz, Andrzej Wojtczak
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2020/21" (zakończony)

Okres: 2021-02-22 - 2021-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 25 godzin więcej informacji
Wykład, 20 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Wojtczak
Prowadzący grup: Tadeusz Muzioł, Andrzej Wojtczak
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2021/22" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2022-02-21 - 2022-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 25 godzin więcej informacji
Wykład, 20 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Wojtczak
Prowadzący grup: Karolina Kałduńska, Anna Kozakiewicz-Piekarz, Andrzej Wojtczak
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.