Crystallochemistry and X-ray diffraction

Praktyczne wykorzystanie eksperymentalnych metod dyfrakcyjnych w zastosowaniach mineralogicznych i materiałowych

Podstawy krystalografii strukturalnej (budowa wewnętrzna kryształów, podstawowe typy struktur krystalicznych, defekty kryształów), metody dyfrakcyjne i ich wykorzystanie w mineralogii. Wizualizacja struktur wybranych minerałów w programach krystalograficznych. Dziedziny nauki/przemysłu wykorzystujące przedstawione zagadnienia: mineralogia, petrologia, badania surowców mineralnych, ceramika, inżynieria materiałowa, farmacja.

Zajęcia składają się z trzech bloków:

1. Część teoretyczna

Podstawy krystalografii strukturalnej:

Punktowe elementy symetrii, przestrzenne elementy symetrii, układy krystalograficzne (sieć i komórki Bravais-go, grupy przestrzenne), rodzaje wiązań w kryształach, wielościany koordynacyjne, podstawowe rodzaje struktur kryształów, struktury typu hcp, ccp, bcc, proste struktury jonowe i molekularne, defekty kryształów (defekty punktowe, defekty liniowe, dyslokacje, defekty powierzchniowe, bliźniaki, błędy ułożenia).

Metody dyfrakcyjne i ich wykorzystanie w mineralogii:

Otrzymywanie i rodzaje promieniowania rentgenowskiego, oddziaływanie promieniowania rentgenowskiego z materią, dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego, interpretacja geometrii dyfrakcji, pojęcie sieci odwrotnej; intensywność promieniowania rentgenowskiego ulegającego dyfrakcji (czynnik struktury, kąt fazowy, korekcja natężeń (czynnik skali, czynnik Lorentza, polaryzacji, absorpcji), atomowy czynnik rozpraszania, czynnik temperaturowy.

3. Część laboratoryjna związana z dyfrakcja na monokrysztale

Schemat budowy dyfraktometru monokrystalicznego. Procedura wyboru i pomiaru rentgenowskiego monokryształu. Procesowanie danych pomiarowych. Rozwiązanie i udokładnienie struktury krystalicznej. Obsługa programów komputerowych do analizy i wizualizacji struktur krystalicznych minerałów.

Bojarski Z., Gigla M., Stróż K., Surowiec M. 1996 - Krystalografia. Podręcznik wspomagany komputerowo, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1-445

Chojnacki J. 1973 - Elementy krystalografii chemicznej i fizycznej, PWN, Warszawa, wyd. III, 1-463

D.M. Moore, R.C. Reynolds: „X-Ray Diffraction and the identification and Analysis of Clay Minerals”, Oxford University Press, 1989

Bloss F. D. 2000 - Crystallography and Crystal Chemistry; An Introduction, Mineralogical Society of America, Washighton D. C., wyd. II, 1-545

Cullity B. D. 1978 - Elements of X-ray Diffraction (II wydanie), Addison-Wesley Publishing Co., Reading, MA, 1-555

Griffen D. T. 1992 - Silicate Crystal Chemistry, Oxford University Press New York - Oxford, 1-442

Hammond C. 1997 - The Basics of Crystallography and Diffraction, International Union of Crystallography, Oxford Science Publications, Oxford University Press Inc., New York, 1-249

Kelly A., Groves G. W. 1980 - Krystalografia i defekty kryształów, PWN, Warszawa, 1-414

Meersche M. van, Feneau-Dipont J. 1984 - Krystalografia i chemia strukturalna, PWN, 1-664

Putnis A. 1992 - Introduction to Mineral Sciences, Cambridge University Press, 1-437

Whittaker E. J. W. 1981 - Crystallography. An Introduction for Earth Science (and other Solid State) Students, Pergamon Press

Silica: Physical Behaviour, Geochemistry and Materials Applications, 1994, Reviews in Mineralogy, v. 29, eds. P. J. Heaney, C. T. Prewitt and G. V. Gibbs, Mineralogical Society of America

K_W02 - zna metody pozyskiwania i opracowywania materiałów geologicznych do celów zawodowych z wykorzystaniem technik komputerowych, poznaje metody

i narzędzia do tworzenia różnorodnych modeli geologicznych w oparciu o bazy danych

K_W05 - ma wiedzę na temat modeli środowiska geologicznego i geograficznego, baz geoprzestrzennych danych geologicznych i środowiskowych, posiada znajomość specjalistycznego oprogramowania, wprowadzania, przetwarzania

i sposobów wizualizacji danych w programach opartych na bazach danych geologicznych

K_W06 - zna nowoczesne instrumentalne metody analityczne wykorzystywane

w badaniach substancji mineralnych i organicznych, zna zalety i ograniczenia poszczególnych metod , zna znaczenie badań empirycznych w rekonstrukcji środowisk przyrodniczych

K_W07 - zna zasady działania i możliwości analityczne określonej aparatury badawczej oraz zasady optymalnego planowania badań z wykorzystaniem dostępnego zaplecza badawczego

K_W08 - ma wiedzę w zakresie specjalistycznych programów komputerowych, zna zasady metodyczne modelowania geologicznego, ma wiedzę w zakresie planowania badań w celach modelowych, zna zasady schematyzacji warunków geologicznych dla potrzeb modelowych

K_W13 - posiada wiedzę nt. zasad planowania badań z wykorzystaniem technik

i narzędzi badawczych dostępnych w jednostce a także poza nią. zna również zasady bezpieczeństwa jakie obowiązują w trakcie prac w laboratorium oraz

w trakcie pobytu w terenie

K_U01 - stosuje zaawansowane techniki badań laboratoryjnych, umie posługiwać się sprzętem laboratoryjnym, podstawową i zaawansowaną aparaturą badawczą

K_U02 - korzysta z zasobów internetowych danych geologicznych, potrafi dokonać ich weryfikacji, wykorzystuje do obliczeń geologicznych proste oraz zaawansowane programy komputerowe, interpretuje wyniki obliczeń w sposób opisowy lub graficzny

K_U04 - umie samodzielnie zanalizować zgromadzony materiał naukowy, zinterpretować otrzymane wyniki badań i wyciągnąć stosowne wnioski w oparciu o własne doświadczenia i najnowsze dane literaturowe

K_U10 - planuje empiryczne badania terenowe (rodzaj badań, kolejność, terenowa weryfikacja wyników) i kwerendę archiwów terenowych w celu pozyskania materiałów do osiągnięcia zamierzonego efektu naukowego lub praktycznego, wybiera punkty badawcze, pobiera próbki (wody, gruntu, skały) lub okazy wg odpowiednich technik

K_K02 - współdziała w grupach tematycznych na zajęciach terenowych oraz podczas grupowych zajęć kameralnych

K_K07 - wykazuje odpowiedzialność za bezpieczeństwo swoje i innych podczas prac laboratoryjnych, w czasie kursów terenowych i na praktykach zawodowych

Sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych oraz test z wiedzy teoretycznej. Końcową ocenę stanowić będzie średnia ważona z uzyskanych wyników cząstkowych.

brak