Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Krystalografia i krystalochemia
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
CCER-1-303-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Ceramika
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr inż. Rokita Magdalena (rokita@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student zna podstawowe pojęcia krystalografii oraz symbolikę grup punktowych i przestrzennych, ze szczególnym uwzględnianiem symboliki międzynarodowej. CER1A_W03 Aktywność na zajęciach,
Zaangażowanie w pracę zespołu,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń
M_W002 Student ma wiedzę z dziedziny krystalochemii, zna zasady podziału struktur na homo/heterodesmiczne; jonowe/kowalencyjne/metaliczne/molekularne; jonowe izo/mezo/anizodesmiczne CER1A_W03 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi stosować wskaźniki (hkl) i [uvw], wyszukiwać elementy symetrii kryształu, stosować symbolikę grup punktowych i przestrzennych. CER1A_U02, CER1A_U01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń,
Zaangażowanie w pracę zespołu
M_U002 Student potrafi klasyfikować struktury krystaliczne oraz tworzyć modele struktur krystalicznych. CER1A_U02, CER1A_U01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz pracę w grupie CER1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Zaangażowanie w pracę zespołu
M_K002 Rozumie potrzebę i zna możliwości dokształcania się różnymi metodami, również z zastosowaniem żródeł internetowych CER1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
90 45 0 0 0 0 45 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student zna podstawowe pojęcia krystalografii oraz symbolikę grup punktowych i przestrzennych, ze szczególnym uwzględnianiem symboliki międzynarodowej. + - - - - + - - - - -
M_W002 Student ma wiedzę z dziedziny krystalochemii, zna zasady podziału struktur na homo/heterodesmiczne; jonowe/kowalencyjne/metaliczne/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 Rozumie potrzebę i zna możliwości dokształcania się różnymi metodami, również z zastosowaniem żródeł internetowych + - - - - + - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 192 godz
Punkty ECTS za moduł 7 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 90 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 80 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (45h):
Krystalografia – geometria i struktura kryształu, krystalochemia ogólna i opisowa typów struktur

1. Wprowadzenie do krystalografii.
2. Teoria sieci krystalicznej.
3. Przekształcenia izometryczne w sieci krystalicznej.
4. Symetria punktowa.
5. Otwarte i wtórne operacje symetrii.
6. Symetria w sieci przestrzennej.
7. Struktury kryształów.
8. Dyfraktometria rentgenowska (XRD).
9. Wprowadzenie do krystalochemii.
10. Kryształy kowalencyjne.
11. Kryształy jonowe.
12. Krzemiany jako mezodesmiczne struktury jonowe.
13. Metale i kryształy molekularne.
14. Ciekłe kryształy i szkło.

Zajęcia seminaryjne (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. Elementy symetrii kryształu.
4. Macierze przekształceń – analiza.
5. Generowanie grup punktowych metodą analityczną.
6. Projekcja elementów symetrii kryształu.
7. Typy komórek Bravais.
8. Grupy przestrzenne.
9. Rentgenografia doświadczalną ilustracją krystalografii.
10.Tablice Wyckoff’a.
11.Podstawowe pojęcia krystalochemii – elektroujemność, promień jonowy, liczba koordynacyjna, wytrzymałość wiązań.
12. Podział struktur na jonowe, kowalencyjne i metaliczne.
13. Reguły Paulinga, struktury izo, anizo i mezodesmiczne.
14. Sposoby wizualizacji struktur kryształów.
15. Komputerowe generowanie struktur krystalicznych.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Zajęcia seminaryjne: 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:

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena z zajęć seminaryjnych (S= (K1+K2+…Kn)/n, gdzie n- ilość kolokwiów, K1, K2, …Kn – oceny z kolokwiów cząstkowych) oraz z egzaminu końcowego (E) są obliczane następująco: procent uzyskanych punktów (za odpowiedzi poprawne przyznawany jest 1 punkt, za błędne -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:

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

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.