Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Podstawy krystalografii rentgenowskiej
Koordynator przedmiotu:
Prof. nzw dr hab. inż. Janusz Zachara, dr hab. inż. Izabela Madura
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Technologia Chemiczna
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
CH.TIK5003
Semestr nominalny:
5 / rok ak. 2019/2020
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. godziny kontaktowe - 60 h, w tym: a) obecność na wykładach - 15 h, b) udział w ćwiczeniach - 30 h c) konsultacje do wykładu i ćwiczeń - 15 h 2. zapoznanie się ze wskazaną literaturą - 10 h 3. wykonanie zadań indywidualnych i zespołowych -10 h 4. przygotowanie do kolokwium – 10h Razem nakład pracy studenta: 90 h, co odpowiada 3 punktom ECTS.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1. obecność na wykładach - 15 h, 2. udział w ćwiczeniach - 30 h 3. udział konsultacjach - 15 h Razem: 60 h, co odpowiada 2 punktom ECTS.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Planowane zajęcia nie mają charakteru praktycznego (0 punktów ECTS).
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia30h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Matematyka, Fizyka, Chemia Fizyczna
Limit liczby studentów:
brak
Cel przedmiotu:
Po ukończeniu kursu student powinien: • mieć wiedzę teoretyczną na temat budowy faz krystalicznych, • umieć właściwie operować podstawowymi pojęciami krystalograficznymi i wykonać podstawowe obliczenia krystalograficzne • znać metody doświadczalne prowadzące do wyznaczenia struktury krystalicznej, • na podstawie literatury i innych źródeł zapoznać się samodzielnie z wybranym zagadnieniem
Treści kształcenia:
Celem przedmiotu jest zapoznanie słuchaczy z podstawami teorii budowy faz krystalicznych i metodami doświadczalnymi prowadzącymi do wyznaczenia struktury krystalicznej. Treści merytoryczne wykładu: - Definicja kryształu i wprowadzenie podstawowych pojęć: sieć przestrzenna i sieć krystaliczna, komórka elementarna, współrzędne krystalograficzne, proste sieciowe, płaszczyzny sieciowe. Ważniejsze wzory krystalograficzne. - Operacje i elementy symetrii grup punktowych (klas symetrii). Rzut stereograficzny. Złożenie elementów symetrii. Przegląd klas symetrii. - Układy krystalograficzne. Symetria translacyjna sieci. Sieci Bravais'ego. - Opis morfologii kryształu. Postacie proste i złożone kryształów. Przykładowe projekcje monokryształów. - Strukturalne elementy symetrii. Grupy przestrzenne - charakterystyka wybranych prostych grup przestrzennych. - Źródła promieniowania rentgenowskiego i jego oddziaływanie z materią. Warunki dyfrakcji na kryształach. Równania Lauego i Braggów. Sieć odwrotna a geometria dyfrakcji - konstrukcja Ewalda. - Dyfrakcyjna sieć odwrotna - czynnik struktury, wygaszania systematyczne, prawo Friedla, grupy dyfrakcyjne Lauego. - Problem fazowy i metody rozwiązywania struktury kryształu. Udokładnianie modelu struktury. - Interpretacja danych strukturalnych. - Doświadczalne metody krystalografii rentgenowskiej - badania monokryształów i polikryształów. Ćwiczenia są prowadzone jako zajęcia uzupełniające i wspomagające wykład z podstaw krystalografii rentgenowskiej. Rozwiązując proste problemy krystalograficzne studenci rozwijają wyobraźnię przestrzenną i zdobywają praktyczne umiejętności posługiwania się pojęciami z krystalografii geometrycznej i rentgenowskiej. Treści merytoryczne ćwiczeń obejmują: - Wyznaczanie wskaźników płaszczyzn oraz prostych sieciowych. - Obliczenia geometryczne w układach współrzędnych krystalograficznych. - Rzut stereograficzny ścian kryształu i wyznaczanie klasy krystalograficznej. Wykorzystanie siatki Wulfa i projekcje wybranych figur (monokryształów). - Przypisywanie grupy punktowej dla wybranych cząsteczek. Analiza morfologiczna wybranych kryształów. - Sieci Bravais'ego i strukturalne elementy symetrii oraz ich złożenie. Międzynarodowe symbole grup przestrzennych i określanie na tej podstawie układu krystalograficznego, klasy krystalograficznej oraz operacji symetrii. - Wyznaczanie elementów symetrii i zespołów pozycji symetrycznie równoważnych dla wybranych grup przestrzennych. - Zapoznanie studentów z przebiegiem pomiaru dyfrakcyjnego dla monokryształu na czterokołowym dyfraktometrze z detektorem CCD oraz procedurą wyznaczania struktury kryształu. - Określanie typu sieci Bravais, klasy Lauego oraz grupy przestrzennej na podstawie otrzymanych obrazów dyfrakcyjnych sieć odwrotnych. - Zapoznanie z przebiegiem pomiaru dyfrakcyjnego próbek polikrystalicznych. Wykorzystanie równania Braggów w obliczeniach dla dyfraktogramów proszkowych. - Ćwiczenia z wykorzystaniem strukturalnych baz danych ICSD/CSD. - Analiza strukturalna i prezentacja jej wyników. Opis budowy cząsteczek i ich upakowania w sieci krystalicznej. Graficzna prezentacja struktur. Interpretacja warunków pomiaru oraz uzyskanych wskaźników rozbieżności.
Metody oceny:
Sprawdzian pisemny z ćwiczeń i oceny z prac domowych
Egzamin:
nie
Literatura:
1. Z. Trzaska-Durski, H. Trzaska-Durska, Podstawy krystalografii strukturalnej i rentgenowskiej, PWN 1994. 2. Z. Bojarski, M. Gigla, K. Stróż, M. Surowiec, Krystalografia - podręcznik wspomagany komputerowo, PWN 1996, 2001. 3. P. Luger, Rentgenografia strukturalna monokryształów, PWN 1989. 4. M. van Meerssche, J. Feneau-Dupont, Krystalografia i chemia strukturalna, PWN 1984. 5. W. Massa, Crystal Structure Determination, 2nd ed., Springer Verlag 2004.
Witryna www przedmiotu:
ch.pw.edu.pl
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01
zna teoretyczne podstawy opisu budowy faz krystalicznych
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W02, K_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka W02
zna metody doświadczalne służące do charakteryzacji faz krystalicznych oraz pozwalające na wyznaczenie struktury krystalicznej
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U01
umie pozyskiwać i interpretować dane literaturowe oraz zgromadzone w bazach danych strukturalnych dotyczące wyników badań dyfrakcyjnych i oceniać ich rzetelność
Weryfikacja: zadania indywidualne
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U02
posiada praktyczną umiejętność opisu struktur krystalicznych i posługiwania się podstawowymi pojęciami krystalograficznymi zarówno w języku polskim jak i angielskim
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U02, K_U03
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K01
ma umiejętności pozwalające na prowadzenie efektywnego procesu samokształcenia
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka K02
posiada umiejętność pracy w zespole, do którego potrafi wnieść samodzielne myślenie
Weryfikacja: zespołowe zadanie
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K05
Powiązane charakterystyki obszarowe: