Krystalochemia

Nazwa przedmiotu:
Nazwa jednostki prowadzącej kierunek:
Wydział Chemii UG
Kod ECTS
Nazwa kierunku:
Chemia
Nazwa specjalności:
Ch, ChB, ChI, ChNM, ChN
Nazwisko osoby prowadzącej (osób prowadzących):
Artur Sikorski (KChF)
Liczba godzin zajęć, w tym: wykładów, ćwiczeń,
konwersatoriów, laboratoriów, seminariów:
15 W, 30 Ć
Rodzaj studiów (stacjonarne, niestacjonarne, I, II
stopnia):
stacjonarne II stopnia
Status przedmiotu (obligatoryjny/fakultatywny):
obligatoryjny
Liczba punktów ECTS:
5
Rok i semestr studiów:
I, 1
Język wykładowy:
polski
Metody dydaktyczne:
Formy i warunki zaliczania przedmiotu: egzamin
wykłady, praca w laboratorium, seminaria i
warsztaty w małych grupach
Określenie przedmiotów wprowadzających wraz z wymaganiami wstępnymi:
matematyka, fizyka, chemia ogólna, chemia fizyczna
(wiadomości, umiejętności i kompetencje – zgodnie ze standardami kształcenia)
Założenia i cele przedmiotu (umiejętności i kompetencje):
opisu budowy zewnętrznej oraz wewnętrznej kryształów; opisu podstawowych elementów symetrii;
charakteryzowania układów krystalograficznych; wyznaczania i opisu klas symetrii; zastosowania
najważniejszych wzorów krystalograficznych; wyznaczania parametrów komórki elementarnej oraz
współrzędnych atomów w sieci krystalicznej; opisu podstawowych sieci Bravais'go; wyznaczania i opisu
grup przestrzennych; zdefiniowania i opisu poszczególnych rodzajów wiązań chemicznych; interpretacji
upakowania atomów w sieci krystalicznej; opisu podstawowych struktur pierwiastków i prostych
związków chemicznych; rozróżniania zjawisk izomorfizmu i polimorfizmu; charakterystyki
promieniowania rentgenowskiego; opisu dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego na sieciach
krystalicznych; stosowania podstawowych równań wykorzystywanych w rentgenowskiej analizie
strukturalnej monokryształów; interpretacji wyników otrzymanych z pomiarów kryształów metodą
rentgenowskiej analizy strukturalnej; opisu termodynamiki fazy krystalicznej i wyznaczania energii
sieciowej kryształów; korzystania z krystalograficznych baz danych.
Treści programowe:
Komórka elementarna. Podstawowe operacje symetrii. Symetria morfologii (budowy zewnętrznej)
kryształów. Układy i klasy krystalograficzne. Matematyczna forma zapisu operacji symetrii. Budowa
wewnętrzna kryształów – węzły, proste sieciowe, płaszczyzny sieciowe. Najważniejsze wzory
krystalograficzne (objętość komórki elementarnej, równanie prostej i płaszczyzny sieciowej, wskaźniki
płaszczyzn sieciowych, odległości międzywęzłowe i międzypłaszczyznowe, kąty międzypłaszczyznowe,).
Typy sieci Bravais'go. Symetria w budowie wewnętrznej kryształów. Symetria translacyjna (osie śrubowe
i płaszczyzny ślizgowe). Grupy przestrzenne i ich symbolika Krystalochemia. Wiązania chemiczne.
Promienie atomowe, jonowe i van der Waalsa. Wielościany koordynacyjne. Upakowanie atomów w sieci
krystalicznej - zwarte przestrzenne ułożenie kul, luki. Struktury wybranych pierwiastków i związków
chemicznych. Izomorfizm i polimorfizm. Defekty kryształów. Dyfrakcja promieni rentgenowskich na
kryształach. Źródła i charakterystyka promieniowania rentgenowskiego (lampy, widmo ciągłe i
charakterystyczne, filtry, promieniowanie synchrotronowe). Zjawisko dyfrakcji. Równania Lauego.
Równanie Bragga. Sieć odwrotna. Rentgenowska analiza strukturalna. Reguła wygaszeń. Prawo Friedla.
Metoda proszkowa. Metody monokrystaliczne (Lauego, Weissenberga, obracanego kryształu,
retigramu). Termodynamika fazy krystalicznej. Energetyka sieciowa substancji krystalicznych.
Strukturalne bazy danych.
Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej:
Literatura podstawowa:
1. Bojarski Z., Gigla M., Stróż K., Surowiec M., Krystalografia, PWN, 1996
2. Trzaska Durski Z., Trzaska Durska H., Podstawy krystalografii strukturalnej i rentgenografii, PWN,
1994.
3. Penkala, T., Zarys Krystalografii, PWN, 1976
4. Chojnacki J., Elementy krystalografii chemicznej i fizycznej, PWN, 1961
Literatura uzupełniająca:
1. Glusker, J. P., Trueblood, K.N., Zarys rentgenografii kryształów, PWN, 1977
2. Luger, P., Rentgenografia strukturalna monokryształów, PWN, 1989
3. Inne materiały np.
Kelly A., Groves G.W., Krystalografia i defekty kryształów, PWN, 1980
Wells, A. F., Strukturalna chemia nieorganiczna, WNT, 1993