Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Crystallography and crystallochemistry
Course of study:
2019/2020
Code:
CIMT-1-303-s
Faculty of:
Materials Science and Ceramics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Materials Science
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr inż. Rokita Magdalena (rokita@agh.edu.pl)
Module summary

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

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz pracę w grupie IMT1A_K02 Activity during classes,
Examination,
Test,
Involvement in teamwork
M_K002 Student rozumie potrzebę i zna możliwości dokształcania się różnymi metodami, również z zastosowaniem źródeł internetowych IMT1A_K01 Activity during classes,
Examination,
Test,
Execution of exercises
Skills: he can
M_U001 Student potrafi stosować wskaźniki (hkl) i [uvw], wyszukiwać elementy symetrii kryształu, stosować symbolikę grup punktowych i przestrzennych IMT1A_U05, IMT1A_U02 Activity during classes,
Examination,
Test,
Execution of exercises,
Involvement in teamwork
M_U002 Student potrafi klasyfikować struktury krystaliczne oraz tworzyć modele struktur krystalicznych IMT1A_U05, IMT1A_U02 Activity during classes,
Examination,
Test,
Execution of exercises
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student zna podstawowe pojęcia krystalografii oraz symbolikę grup punktowych i przestrzennych, ze szczególnym uwzględnieniem symboliki międzynarodowej IMT1A_W03 Activity during classes,
Test,
Examination,
Execution of exercises,
Involvement in teamwork
M_W002 Student ma wiedzę z dziedziny krystalochemii, zna zasady podziału struktur na homo/heterodesmiczne; jonowe/kowalencyjne/meteliczne/molekularne; jonowe izo/mezo/anizodesmiczne IMT1A_W01, IMT1A_W03 Activity during classes,
Examination,
Test,
Execution of exercises
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
90 45 0 0 0 0 45 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
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 + - - - - + - - - - -
Skills
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 + - - - - + - - - - -
Knowledge
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 + - - - - + - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 192 h
Module ECTS credits 7 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 90 h
Preparation for classes 15 h
Realization of independently performed tasks 80 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 5 h
Module content
Lectures (45h):
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.

Seminar classes (45h):
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.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Seminar classes: Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Kolejnym ważnym elementem kształcenia są odpowiedzi na powstałe pytania, a także dyskusja studentów nad prezentowanymi treściami.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Seminar classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci prezentują na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego oraz uczestniczą w dyskusji nad tym tematem. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna prezentacji, jak i tzw. kompetencje miękkie.
Method of calculating the final grade:

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 (za odpowiedzi poprawne uzyskuje się 1 punkt, za odpowiedzi błedne -1 punkt) jest przeliczany na ocenę zgodnie z regulaminem studiów AGH.
Ocena końcowa (OK) jest obliczana wg. wzoru:
OK=0,6*E0,4*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.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Prerequisites and additional requirements:

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.

Recommended literature and teaching resources:

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

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

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:

Additional information:

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.