Krystalografia

Nazwa przedmiotu Krystalografia
Kierunekchemia
Poz. kształceniastudia II st. stacjonarne
Jednostka prowadzącaWydział Chemii, Zakład Krystalografii
Jednostka dla której przedmiot jest oferowanyWydział Chemii
Typ przedmiotuprzedmioty podstawowe
Opis przedmiotu

W ramach przedmiotu Krystalografia realizowane jest 15 godzin wykładu i 30 godzin ćwiczeń laboratoryjnych.

Wykład obejmuje podstawowe zagadnienia dotyczące

1. Krystalografii geometycznej.

2. Sieci trójwymiarowej kryształów.

3. Krystalochemii.

4. Podstaw rentgenografii.

 

W ramach ćwiczeń labolatoryjnych studenci zapoznają się  z zagadnieniami:

1. Działanie elementów symetrii.

2. Określanie i opis symetrii kryształów i cząsteczek.

3. Struktury postawowych pierwiastków i związków chemicznych - opis symetrii, wykorzystywanie danych krystalograficznych do wyznaczanie gęstości, długości wiązania badanej struktury.

4. Analiza danych dyfrakcyjnych otrzymywanych wybranymi metodami dyfrakcyjnymi.

Efekty uczenia się

Wiedza: Po odbytym kursie krystalografii student powinien:

  1. Umieć zdefiniować postawowe pojęcia krystalograficzne: kryształ, układ kryslograficzny, grupa punktowa, grupa przestrzenna.
  2. Opisać zjawisko polimorfizmu, izomorfizmu, izotypii.
  3. Opisać podstawowe prawa dyfrakcji.
  4. Scharakteryzować podstawowe metody dyfrakcyjne.

Umiejętności: W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć:

  1. Określić grupę puntkową i układ krystalograficzny dla prostych modeli kryształów i cząsteczek. 
  2. Wykorzystać dane kryslograficzne do wyznaczania gęstości, długości wiązania.
  3. Dokonać identyfikacji substancji na podstawie proszkowych danych dyfrakcyjnych.

Postawy: W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie postawy:

  1. Dostrzeganie róźnych form krystalicznych w otaczających nas przedmiotach z życia codziennego. 
  2. Rozwijanie wyobraźni przestrzennej.
Język wykładowypolski
Koordynator przedmiotuOlszewska, Elżbieta, dr
Dodatkowe informacje

http://www.zkrys.umcs.lublin.pl/

przedmiot prowadzony na kierunku Chemia II stopnia stacjonarne, Specjalność: Chemia środków bioaktywnych i kosmetyków



Tytuł zajęć lub dodatkowa informacja dot. nazwy przedmiotuKrystalografia
Rok studiówI
SemestrI
Liczba godzin w semestrze15
ProwadzącyOlszewska, Elżbieta, dr
Poziom przedmiotupodstawowy
Wstępne wymagania

Znajomość podstawowych pojęć z zakresu geometrii i matematyki

Zakres tematów

Tematy:

  1. Definicja kryształu. Przekształcenia symetryczne.
  2. Elementy symetrii – symbolika, działanie.
    Układy krystalograficzne i grupy punktowe - symbolika międzynarodowa. Symetria cząsteczek.
  3. Kryształ i jego sieć przestrzenna: komórka elementarna sieci trójwymiarowej. Elementy symetrii sieci przestrzennych, sieci Bravais’go, grupy przestrzenne. 
  4. Krystalochemia: wiązania chemiczne, promienie atomowe, jonowe, kowalencyjne i van der Wasala. Modele najgęstszego wypełnienia przestrzeni. Liczby i wielościany koordynacyjne. Luki strukturalne
  5. Struktura metali – pierwiastków i stopów
  6. Kryształy jonowe – reguły Paulinga i Magnusa
  7. Kryształy kowalencyjne i molekularne.
  8. Izotopia. Izomorfizm. Polimorfizm – polimorfizm pierwiastków.
  9. Morfologia kryształów: zależność pomiędzy strukturą wewnętrzną a postacią zewnętrzną kryształu. Prawa morfologii kryształu.  
  10. Procesy krystalizacji.
  11. Otrzymywanie promieni rentgenowskich.
  12. Podstawowe prawa dyfrakcji promieni rentgenowskich - prawa Bragga i Lauego. 
  13. Sieć odwrotna, klasy Lauego. Wygaszenia refleksów.
  14. Rentgenografia proszkowa.
  15. Metody badania monokryształów.
  16. Wykorzystanie metod dyfrakcyjnych.
Efekty uczenia się

Wiedza:Student powinien być wstanie

  1. Zdefiniować podstawowe pojęcia krystalograficzne: kryształ, układ krystalograficzny, przekształcenie symetryczne,grupa punktowa, grupa przestrzenna. 
  2. Objaśnić działanie elementów symetrii.
  3. Wytłumaczyć na czym polega takie zjawiska jak:  polimorfizm, izomorfizm, izotypia.
  4. Scharakteryzować podstawowe prawa dyfrakcji.
  5. Opisać metody badania preparatów krystalicznych. 
  6. Wymienić możliwości wykorzystania metod dyfrakcyjnych.

Umiejętności:

  1. Analizować elementy symetrii występujące w kryształach, cząsteczkach
  2. Odczytać i zinterpretować dane krystalograficzne, symbol grupy punktowej, przestrzennej.
  3. Wykorzystać dane krystalograficzne do obliczania długości wiązania, objętości komórki, gęstości dla podanego pierwiastka czy związku chemicznego.
  4. Formułować zależności pomiędzy danymi krystalograficznymi a danymi eksperymentalnymi otrzymanymi wybranymi metodami dyfrakcyjnymi. 

Postawy: 

  1. Kształtowanie wyobraźni przestrzennej. 
  2. Dostrzeganie symetrii w otaczającym nas świecie.
  3. Zdolność dostrzegania korelacji między poszczególnymi danymi.
Punkty ECTS4
Forma dydaktyczna zajęćwykład
Metody dydaktycznewykład informacyjny objaśnienie lub wyjaśnienie ekspozycja pokaz
Ogólna forma zaliczeniazaliczenie
Forma ocenianiaobecność na zajęciach
Zalecana dostępna literatura
  1. Z. Bojarski, M. Gigla, K. Stróż, M. Surowiec – Krystalografia, PWN 2001
  2. Z. Kosturkiewicz – Metody Krystalografii, UAM 2000
  3. Z. Bojarski i inni – Materiały do nauki krystalografii, Uniwersytet Śl. 1993 
  4. T. Penkala – Zarys krystalografii, PWN 1972
  5. M. Van Meerssche, J. Feneau-Dupont ­– Krystalografia i chemia strukturalna, PWN, 1984
  6. J. Chojnacki – Elementy krystalografii chemicznej i fizycznej, PWN 1971
  7. Z. Bojarski, E. Łągiewka – Rentgenowska analiza strukturalna, PWN 1988
Dodatkowe informacje

 przedmiot prowadzony na kierunku Chemia II stopnia stacjonarne, Specjalność: Chemia środków bioaktywnych i kosmetyków

 http://www.zkrys.umcs.lublin.pl/

http://serwisy.umcs.lublin.pl/elzbieta.olszewska/



Tytuł zajęć lub dodatkowa informacja dot. nazwy przedmiotuKrystalografia
Rok studiówI
SemestrI
Liczba godzin w semestrze30
ProwadzącyOlszewska, Elzbieta, dr Wawrzycka-Gorczyca, Irena, dr
Poziom przedmiotupodstawowy
Wstępne wymagania

Podstawe zagadnienia z zakresu geometrii i matematyki

Zakres tematów

Tematy:

  1. Elementy symetrii punktowej i ich symbolika; wyszukiwanie elementów symetrii na modelach kryształów i cząsteczek.
  2. Dodawanie elementów symetrii - wyprowadzenie grup punktowych.
  3. Grupy punktowe i układy krystalograficzne - zasady międzynarodowej symboliki grup punktowych (klas symetrii).
  4. Wyznaczanie układu krystalograficznego i symbolu grupy punktowej dla  modeli kryształów i cząsteczek. 
  5. Translacyjne elementy symetrii i ich symbolika. Sieci Bravais'go. Grupy przestrzenne.
  6. Określanie na modelach sieci Bravais'go układu krystalograficznego, typu komórki, liczby i współrzędnych węzłów, symbolu grupy przestrzennej.
  7. Słowny opis symetrii w podaje grupie przestrzennej. 
  8. Graficzne przedstawienie symetrii sieci z układu rombowego. Przekształcenia symetryczne punktu o danych współrzędnych. 
  9. Symbole prostych i płaszczyzn sieciowych.
  10. Opis struktury kryształów pierwiastków. Określanie: układu krystalograficznego, typu komórki Bravais'go, liczby sieci prostych tworzących sieć złożoną, liczby węzłów w komórce elementarnej oraz współrzędnych węzłów. Przedstawienie graficzne symetrii sieci w rzucie na płaszczyznę xy. Określenie symbolu grupy przestrzennej. Obliczanie: gęstości kryształów, długości wiązań.
  11. Opis struktury kryształów dla wybranych związków chemicznych. Określanie: układu krystalograficznego, typu komórki Bravais'go, liczby sieci prostych tworzących sieć złożoną, liczby węzłów w komórce elementarnej oraz współrzędnych węzłów. Przedstawienie graficzne symetrii sieci w rzucie na płaszczyznę xy. Określenie symbolu grupy przestrzennej, liczb i wielościanów koordynacyjnych oraz stosunku stechiometrycznego składników chemicznych. Obliczanie: gęstości kryształów, długości wiązań.

  12. Podstawowe prawa dyfrakcji. Obliczanie odległości międzypłaszczyznowych. Wygaszenia refleksów. Grupy dyfrakcyjne Lauego.

  13. Identyfikacja sybstacji na podstawie rentgenogramów proszkowych. Wskaźnikowanie w układzie regularnych. Wyznaczanie parametru sieci.

Efekty uczenia się

Wiedza:Student powinien być wstanie

  1. Zdefiniować podstawowe pojęcia krystalograficzne: kryształ, układ krystalograficzny, przekształcenie symetryczne,grupa punktowa, grupa przestrzenna. 
  2. Objaśnić, wytłumaczyć działanie elementów symetrii.
  3. Wytłumaczyć na czym polega takie zjawiska jak:  polimorfizm, izomorfizm, izotypia.
  4. Scharakteryzować podstawowe prawa dyfrakcji.
  5. Opisać metody badania preparatów krystalicznych. 
  6. Wymienić możliwości wykorzystania metod dyfrakcyjnych.

Umiejętności:

  1. Analizować elementy symetrii występujące w kryształach, cząsteczkach.
  2. Określać symbol grupy punktowej dla danego modelu cząsteczki i kryształu.
  3. Odczytać i zinterpretować dane krystalograficzne, symbol grupy punktowej, przestrzennej.
  4. Wykorzystać dane krystalograficzne do obliczania długości wiązania, objętości komórki, gęstości dla podanego pierwiastka czy związku chemicznego.
  5. Dokonać identyfikacji substancji na podstawie proszkowych danych dyfrakcyjnych.

Postawy: 

  1. Kształtowanie wyobraźni przestrzennej. 
  2. Dostrzeganie symetrii w otaczającym nas świecie.
  3. Zdolność dostrzegania korelacji między różnymi danymi.
Punkty ECTS4
Forma dydaktyczna zajęćlaboratorium
Metody dydaktycznedyskusja dydaktyczna ćwiczenia laboratoryjne pokaz
Ogólna forma zaliczeniazaliczenie na ocenę
Forma ocenianiaobecność na zajęciach ocena ciągła (bieżące przygotowanie do zajęć i aktywność) śródsemestralne pisemne testy kontrolne
Zalecana dostępna literatura
  1.   Z. Bojarski, M. Gigla, K. Stróż, M. Surowiec – Krystalografia, PWN 2001.
  2. Z. Kosturkiewicz – Metody Krystalografii, UAM 2000.
  3. Z. Bojarski i inni – Materiały do nauki krystalografii, Uniwersytet Śl. 1993.
  4. T. Penkala – Zarys krystalografii, PWN 1972.
  5. M. Van Meerssche, J. Feneau-Dupont ­– Krystalografia i chemia strukturalna, PWN, 1984.
  6. J. Chojnacki – Elementy krystalografii chemicznej i fizycznej, PWN 1971.
  7. Z. Bojarski, E. Łągiewka – Rentgenowska analiza strukturalna, PWN 1988. 
Limity miejsc w grupie15
Dodatkowe informacje

przedmiot prowadzony na kierunku Chemia II stopnia stacjonarne, Specjalność: Chemia środków bioaktywnych i kosmetyków.

http://www.zkrys.umcs.lublin.pl/

http://serwisy.umcs.lublin.pl/elzbieta.olszewska/

http://serwisy.umcs.lublin.pl/irena.wawrzycka-gorczyca/