Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Krystalografia i krystalochemia
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
CIM-1-303-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Materiałowa
Semestr:
3
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
dr inż. Rokita Magdalena (rokita@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Adamczyk Anna (aadamcz@agh.edu.pl)
dr Handke Bartosz (bhandke@agh.edu.pl)
dr Jastrzębski Witold (witjas@agh.edu.pl)
dr inż. Rokita Magdalena (rokita@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Moduł zapoznaje z symetrią kryształów, grupami punktowymi i przestrzennymi . Wprowadza krystalochemiczny podział struktur krystalicznych i zapoznaje z możliwościami generowania struktur.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student zna podstawowe pojęcia krystalografii oraz symbolikę grup punktowych i przestrzennych, ze szczególnym uwzględnieniem symboliki międzynarodowej IM1A_W06 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń,
Zaangażowanie w pracę zespołu
M_W002 Student ma wiedzę z dziedziny krystalochemii, zna zasady podziału struktur na homo/heterodesmiczne; jonowe/kowalencyjne/meteliczne/molekularne; jonowe izo/mezo/anizodesmiczne IM1A_W03, IM1A_W06 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń
Umiejętności
M_U001 Student potrafi stosować wskaźniki (hkl) i [uvw], wyszukiwać elementy symetrii kryształu, stosować symbolikę grup punktowych i przestrzennych IM1A_U07, IM1A_U09 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń,
Zaangażowanie w pracę zespołu
M_U002 Student potrafi klasyfikować struktury krystaliczne oraz tworzyć modele struktur krystalicznych IM1A_U07, IM1A_U09 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz pracę w grupie IM1A_K03 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Zaangażowanie w pracę zespołu
M_K002 Student rozumie potrzebę i zna możliwości dokształcania się różnymi metodami, również z zastosowaniem źródeł internetowych IM1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student zna podstawowe pojęcia krystalografii oraz symbolikę grup punktowych i przestrzennych, ze szczególnym uwzględnieniem symboliki międzynarodowej + - - - - + - - - - -
M_W002 Student ma wiedzę z dziedziny krystalochemii, zna zasady podziału struktur na homo/heterodesmiczne; jonowe/kowalencyjne/meteliczne/molekularne; jonowe izo/mezo/anizodesmiczne + - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi stosować wskaźniki (hkl) i [uvw], wyszukiwać elementy symetrii kryształu, stosować symbolikę grup punktowych i przestrzennych + - - - - + - - - - -
M_U002 Student potrafi klasyfikować struktury krystaliczne oraz tworzyć modele struktur krystalicznych + - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz pracę w grupie + - - - - + - - - - -
M_K002 Student rozumie potrzebę i zna możliwości dokształcania się różnymi metodami, również z zastosowaniem źródeł internetowych + - - - - + - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
Krystalografia -geometria i struktura kryształu; krystalochemia ogólna i opisowa typów struktur

1. Wprowadzenie do krystalografii.
2. Prawa Krystalografii. Projekcja stereograficzna
3. Symetria punktowa; klasy symetrii, symbolika międzynarodowa Klas symetrii.
4. Przegląd klas symetrii punktowej.
5. Symbolika Schoenfliesa grup punktowych.
6. Otwarte i wtórne operacje symetrii.
7. Symetria w sieci przestrzennej.
8. Podstawy dyfraktometrii rentgenowskiej (XRD). Struktury kryształów a Tablice Wyckoff’a.
9. Wprowadzenie do krystalochemii.
10. Kryształy kowalencyjne i metaliczne.
11. Kryształy jonowe. Krzemiany
12. Kryształy molekularne, ciekłe kryształy, szkło.
13. Powiązanie struktury i wybranych właściwości ciał krystalicznych cz. 1.
14. Powiązanie struktury i wybranych właściwości ciał krystalicznych cz. 2.
15.Podsumowanie materiału.

Zajęcia seminaryjne:
Symetria opisowa i analityczna, generowanie modeli struktur w oparciu o symbolikę H-M grup przestrzennych, tablice Wyckoff'a i charakter wiązań

1. Kryształ w ujęciu makro i mikroskopowym.
2. Opis ścian i krawędzi kryształu (płaszczyzn i prostych sieciowych) – wskaźniki (hkl) i [uvw].
3. Projekcja stereograficzna ścian kryształu.
4. Elementy symetrii kryształu. Rozróżnianie układów krystalograficznych na podstawie elementów symetrii.
5. Grupy punktowe – zapis międzynarodowy.
6. Macierze przekształceń – analiza.
7. Generowanie grup punktowych metodą analityczną.
8. Przekształcenia otwarte i odpowiadające im elementy symetrii.
10.Tablice Wyckoff’a – wstęp i interpretacja.
11.Tablice Wyckoff’a – generowanie prostych grup przestrzennych.
12. Podstawy krystalochemii.
13. Sposoby wizualizacji struktur kryształów.
14. Komputerowe generowanie struktur krystalicznych.
15. Zajęcia zaliczeniowe; repetytorium.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 201 godz
Punkty ECTS za moduł 7 ECTS
Udział w wykładach 45 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 6 godz
Udział w zajęciach seminaryjnych 45 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 80 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 10 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena z zajęć seminaryjnych (S= (K1+K2+…Kn)/n, gdzie n- ilość kolokwiów, K1, K2, …Kn – ilość punktów uzyskanych z kolokwiów cząstkowych) oraz z egzaminu końcowego (E) są obliczane następująco: procent uzyskanych punktów jest przeliczany na ocenę zgodnie z regulaminem studiów AGH.
Ocena końcowa (OK) jest obliczana wg. wzoru:
OK=0,6*E+0,4*S (S, E – oceny uzyskane w pierwszym terminie lub
średnia arytmetyczna z ocen uzyskanych we wszystkich terminach,
opowiednio E i S),
i zaokrąglana dla OK<3,25 (pod warunkiem uzyskania pozytywnych ocen S oraz E) – 3,0;
dla 3,25<OK<3,75 – 3,5;
dla 3,75<OK<4,25 – 4,0;
dla 4,25<OK<4,75 – 4,5;
dla OK>4,75 – 5,0.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Student powinien mieć opanowany program matematyki oraz chemii, ze szczególnym uwzględnieniem podstaw teorii grup i rachunku macierzowego oraz zagadnień dotyczących rodzajów wiązań chemicznych, jak również powinien, przy pomocy instrukcji, radzić sobie z obsługą prostych programów komputerowych i korzystaniem z baz danych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1.M. Handke, M. Rokita, A. Adamczyk „Krystalografia i krystalochemia dla ceramików”
2.J. Chojnacki „Elementy krystalografii chemicznej i fizycznej” PWN
3.Z. Bojarski, H. Habla, M. Surowiec „Materiały do nauki krystalografii” PWN
4.Z. Bojarski, M. Gigla, K. Stróż, M. Surowiec „Krystalografia”
5.T. Penkala „Zarys krystalografii” PWN
6.Z. Trzaska Durski, H. Trzaska Durska „Podstawy krystalografii strukturalnej
i rentgenowskiej” PWN
7.M. Van Meerssche, J. Feneau-Dupont „Krystalografia i chemia strukturalna” PWN
8.http://kckizw.ceramika.agh.edu.pl/
9.www.iucr.org
10.www.cryst.ehu.es
11.www.crystallography.net

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1.M. Handke, M. Rokita, A. Adamczyk „Krystalografia i krystalochemia dla ceramików”
2. Transformation of silicate gels during heat treatment in air and in argon – spectroscopic studies / M. ROKITA, W. MOZGAWA, A. ADAMCZYK // Journal of Molecular Structure ; ISSN 0022-2860. — 2014 vol. 1070, s. 125-130. — Bibliogr. s. 130, Abstr.. — tekst:
3. The structural studies of Ag containing TiO2−SiO2 gels and thin films deposited on steel / Anna ADAMCZYK, Magdalena ROKITA // Journal of Molecular Structure ; ISSN 0022-2860. — 2016 vol. 1114, s. 171–180. — Bibliogr. s. 180, Abstr.. — Publikacja dostępna online od: 2016-02-18. — tekst:
4.Synthesis and characterization of the manganese cobaltite spinel prepared using two ”soft chemical” methods / Tomasz BRYLEWSKI, Andrzej KRUK, Anna ADAMCZYK, Witold KUCZA, Mirosław STYGAR, Kazimierz PRZYBYLSKI // Materials Chemistry and Physics ; ISSN 0254-0584. — Tytuł poprz.: Materials Chemistry. — 2012 vol. 137 iss. 1, s. 310–316. — Bibliogr. s. 316, Abstr.. — tekst:
5. A study of the interaction between perylene and the TiO2(110)−(1×1) surface-based on XPS, UPS and NEXAFS measurements / Jens Bæk Simonsen, Bartosz HANDKE, Zheshen Li, Preben Juul Møller // Surface Science ; ISSN 0039-6028. — 2009 vol. 603 iss. 9, s. 1270–1275. — Bibliogr. s. 1275, Abstr.. — tekst:
6. Crystal structure, electronic structure, and bonding properties of anhydrous nickel oxalate / Andrzej KOLEŻYŃSKI, Bartosz HANDKE, Ewa DROŻDŻ-CIEŚLA // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry ; ISSN 1388-6150. — Tytuł poprz.: Journal of Thermal Analysis ; ISSN: 0368-4466. — 2013 vol. 113 iss. 1, s. 319–328. — Bibliogr. s. 328, Abstr.. — tekst:
7. Structural studies of crystalline octamethylsilsesquioxane (CH3)8Si8O12 / Bartosz HANDKE, Witold JASTRZĘBSKI, Włodzimierz MOZGAWA, Anna Kowalewska // Journal of Molecular Structure ; ISSN 0022-2860. — 2008 vol. 887 iss. 1–3, s. 159–164. — Bibliogr. s. 163–164, Abstr.. — tekst:
8. Studies of dodecaphenyl polyhedral oligomeric silsesquioxane thin films on Si(100) wafers / Bartosz HANDKE, Łukasz KLITA, Jacek NIZIOŁ, Witold JASTRZĘBSKI, Anna ADAMCZYK // Journal of Molecular Structure ; ISSN 0022-2860. — 2014 vol. 1065–1066, s. 248–253. — Bibliogr. s. 253, Abstr.. — tekst:

Informacje dodatkowe:

Materiały pomocnicze są dostępne na stronie internetowej: http://kckizw.ceramika.agh.edu.pl/.
W trakcie zajęć seminaryjnych przeprowadzane są m.in. ćwiczenia indywidualne z symetrii z zastosowaniem modeli krystalograficznych oraz zajęcia komputerowe z wykorzystania baz danych krystalograficznych i generowania struktur krystalicznych.