Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Chemia (S2)
Sylabus przedmiotu Struktury związków nieorganicznych:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Chemia | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki ścisłe, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Struktury związków nieorganicznych | ||
| Specjalność | Chemia ogólna i analityka chemiczna | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Chemii Nieorganicznej i Analitycznej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Piotr Tabero <Piotr.Tabero@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Monika Bosacka <Monika.Bosacka@zut.edu.pl>, Anna Błońska-Tabero <Anna.Blonska-Tabero@zut.edu.pl>, Grażyna Dąbrowska <Grazyna.Dabrowska@zut.edu.pl>, Elżbieta Filipek <Elzbieta.Filipek@zut.edu.pl>, Mateusz Piz <Mateusz.Piz@zut.edu.pl>, Piotr Tabero <Piotr.Tabero@zut.edu.pl>, Elżbieta Tomaszewicz <Elzbieta.Tomaszewicz@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Znajomość podstaw chemii i fizyki |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami w obszarze krystalografii i ciała stałego |
| C-2 | Zapoznanie studentów metodami otrzymywania i właściwościami promieniowania rentgenowskiego |
| C-3 | Zapoznanie studentów z metodami badawczymi służącymi do badania struktury związków nieorganicznych |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Ćwiczenia wprowadzające. Regulamin pracy i BHP w laboratorium. Prezentacja niezbędnego do wykonania ćwiczeń sprzętu laboratoryjnego i aparatury badawczej. Omówienie sposobu sporządzania sprawozdań z wykonanych ćwiczeń. Struktura a obraz dyfrakcyjny. Rentgenowska analiza fazowa faz o wzorach sumarycznych typu MO, M2O3, MO2, MO3, MXO3 , MXO4 i M2XO6. | 4 |
| T-L-2 | Wskaźnikowanie dyfraktogramów proszkowych. Obliczanie gęstości rentgenowskiej. | 4 |
| T-L-3 | Izotypia, homeotypia, politypia, polimorfizm. Analiza danych literaturowych na temat struktury wybranych faz z wykorzystaniem Międzynarodowych Tablic Krystalograficznych. Identyfikacja typu poliedrów koordynacyjnych budujących strukturę badanych faz, sposobu ich powiązania, długości wiazań i kątów pomiedzy nimi. Wykorzystanie spektroskopii IR do identyfikacji poliedrów koordynacyjnych i określania stopnia ich deformacji. Przygotowanie zbioru wejściowego do udokładniania struktury metodą Rietvelda. | 4 |
| T-L-4 | Udokładnianie struktury wybranych faz metodą Rietvelda. Analiza postępu procesu udokładniania struktury. Kryteria oceny uzyskanego rozwiązania. | 3 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Definicja i podział krystalografii. Definicja makroskopowa ciała stałego. Właściwości fizyczne wektorowe i skalarne. Budowa wewnętrzna kryształu idealnego. Podstawowe pojęcia opisu kryształu: węzeł, prosta sieciowa, płaszczyzna sieciowa, komórka elementarna. | 2 |
| T-W-2 | Układy krystalograficzne. Typy sieci Bravais. Wskaźniki kierunków i płaszczyzn sieciowych (wskaźniki Millera). Morfologia kryształów. Projekcja sferyczna i stereograficzna. | 2 |
| T-W-3 | Właściwości symetrii brył, komórek elementarnych i sieci przestrzennych. Operacje i elementy symetrii. Złożone elementy symetrii. Wspołistnienie elementów symetrii. Grupy punktowe. Grupy przestrzenne. Klasyfikacja Hermana-Maugina i Schonflisa. Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne. | 2 |
| T-W-4 | Klasyfikacja ciał krystalicznych. Promienie atomowe i jonowe. Typy poliedrów koordynacyjnych. Zwarte warstwy heksagonalne - struktura A1 i A3. Struktura A2. | 2 |
| T-W-5 | Struktura A1 i struktury pokrewne. Struktury wybranych pierwiastków i nieorganicznych związków chemicznych. | 2 |
| T-W-6 | Defekty sieci krystalicznej. Budowa wewnętrzna a właściwości fizyczne ciał stałych. | 2 |
| T-W-7 | Otrzymywanie i właściwości promieniowania rentgenowskiego. Oddziaływanie promieniowania rentgenowskiego z materią. | 2 |
| T-W-8 | Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego na ciałach krystalicznych. Geometria dyfrakcji. Równanie Lauego. Równanie Bragga. Natężenie rentgenowskich refleksów dyfrakcyjnych. Reguły wygaszeń refleksów dyfrakcyjnych. | 2 |
| T-W-9 | Sieć odwrotna. Konstrukcja Ewalda. Metody dyfrakcyjne badania monokryształów. | 2 |
| T-W-10 | Wspołczesna dyfraktometria proszkowa. | 2 |
| T-W-11 | Obraz dyfrakcyjny a rzeczywista budowa ciał stałych. Tekstura a właściwości. Dyfraktometryczne badanie tekstur. Pomiar wielkości krystalitów metoda dyfrakcyjną. Pomiar mikronaprężeń i zniekształceń sieciowych. Dyfrakcyjna topografia rentgenowska. | 2 |
| T-W-12 | Rentgenografia nisko- i wysokotemperaturowa oraz wysokociśnieniowa. Badanie polimorficznych przemian fazowych. Ciała amorficzne a ciała krystaliczne. Ciekłe kryształy. Małokątowe rozpraszanie promieniowania rentgenowskiego. | 2 |
| T-W-13 | Wskaźnikowanie dyfraktogramów proszkowych. Precyzyjny pomiar stałych sieciowych. Gęstość rentgenowska. Wykorzystanie spektroskopii IR do identyfikacji poliedrów koordynacyjnych i określania stopnia ich deformacji. | 2 |
| T-W-14 | Wyznaczanie struktury ciał stałych. Generowanie teoretycznych dyfraktogramów. Zastosowanie metody Rietvelda do udokładniania struktur ciał stałych na podstawie dyfraktogramów proszkowych. Metody ab initio. | 2 |
| T-W-15 | Podstawowe informacje o dyfrakcji elektronów i neutronów. Zastosowanie dyfrakcji neutronów do wyznaczania położenia atomów lekkich i o zbliżonych liczbach atomowych oraz wyznaczania struktur magnetycznych. Porównanie zalet i wad dyfrakcji elektronów, neutronów i promieniowania rentgenowskiego. | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | przygotowanie do laboratorium | 4 |
| A-L-3 | opracowanie wyników i przygotowanie sprawozdań | 4 |
| A-L-4 | przygotowanie do zaliczenia laboratorium | 7 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach | 30 |
| A-W-2 | Korzystanie z konsultacji | 2 |
| A-W-3 | Samodzielna analiza treści wykładów | 12 |
| A-W-4 | Przygotowanie się do egzaminu | 14 |
| A-W-5 | Egzamin pisemny | 2 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | wykład informacyjny |
| M-2 | pokaz |
| M-3 | ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: egzamin pisemny |
| S-2 | Ocena formująca: sprawozdanie przygotowane po wykonaniu kolejnch ćwiczeń laboratoryjnych |
| S-3 | Ocena podsumowująca: zaliczenie pisemne |
| S-4 | Ocena formująca: Obserwacja pracy w grupach |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ch_2A_D01-05_W01 Student ma rozszerzoną wiedzę z zakresu chemii nieorganicznej, organicznej i krystalografii dotyczącą budowy i właściwości materii, a także metod, procesów i aparatury badawczej służących do określania właściwości, analizy składu oraz budowy substancji chemicznych | Ch_2A_W02, Ch_2A_W01, Ch_2A_W03, Ch_2A_W04, Ch_2A_W05, Ch_2A_W06, Ch_2A_W12 | — | — | C-2, C-1, C-3 | T-W-8, T-W-9, T-W-12, T-W-2, T-W-4, T-W-6, T-W-15, T-W-11, T-W-14, T-W-1, T-W-7, T-W-13 | M-1, M-2, M-3 | S-1, S-2, S-3 |
| Ch_2A_D01-05_W02 Student zna zasady BHP w laboratorium krystalograficznym w stopniu pozwalającym na samodzielną pracę na stanowisku badawczym | Ch_2A_W07 | — | — | C-2, C-3 | T-W-8, T-W-9, T-W-12, T-W-15, T-W-11, T-W-14, T-W-7, T-W-13, T-L-1, T-L-2, T-L-4, T-L-3 | M-1, M-2, M-3 | S-1, S-2, S-3, S-4 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ch_2A_D01-05_U01 Student potrafi wykorzystując różne źródła informacji dobrać odpowiednią metodę pomiarową wykorzystującą zjawisko dyfrakcji do zbadania określonych właściwości badanej substancji, zaplanować i przeprowadzic badania, interpretować uzyskane wyniki, krytycznie ocenić wyniki przeprowadzonych eksperymentów, ocenić przydatność zastosowanej metody badawczej do rozwiązania postawionego zadania i na tej podstawie wyciągać wnioski formułowane słownie lub w formie pisemnej | Ch_2A_U05, Ch_2A_U14, Ch_2A_U01, Ch_2A_U02, Ch_2A_U03, Ch_2A_U04 | — | — | C-2, C-1, C-3 | T-W-8, T-W-9, T-W-12, T-W-2, T-W-4, T-W-6, T-W-15, T-W-11, T-W-14, T-W-1, T-W-7, T-W-13, T-L-1, T-L-2, T-L-4, T-L-3 | M-1, M-2, M-3 | S-1, S-2, S-3, S-4 |
| Ch_2A_D01-05_U02 Student potrafi określić kierunki dalszego uczenia się i zrealizować proces samokształcenia | Ch_2A_U07 | — | — | C-2, C-1, C-3 | T-W-8, T-W-9, T-W-12, T-W-2, T-W-4, T-W-6, T-W-15, T-W-11, T-W-14, T-W-1, T-W-7, T-W-13 | M-1 | S-1, S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ch_2A_D01-05_K01 Student rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie, potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób | Ch_2A_K01 | — | — | C-2, C-1, C-3 | T-W-8, T-W-9, T-W-12, T-W-2, T-W-4, T-W-6, T-W-15, T-W-11, T-W-14, T-W-1, T-W-7, T-W-13 | M-1, M-2, M-3 | S-1, S-2, S-3 |
| Ch_2A_D01-05_K02 Student potrafi biorąc odpowiedzialność za powierzone do realizacji zadania współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne role | Ch_2A_K02 | — | — | C-2, C-3 | T-W-8, T-W-9, T-W-12, T-W-2, T-W-4, T-W-6, T-W-15, T-W-11, T-W-5, T-W-10, T-W-14, T-W-1, T-W-3, T-W-7, T-W-13, T-L-1, T-L-2, T-L-4, T-L-3 | M-2, M-3 | S-4 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| Ch_2A_D01-05_W01 Student ma rozszerzoną wiedzę z zakresu chemii nieorganicznej, organicznej i krystalografii dotyczącą budowy i właściwości materii, a także metod, procesów i aparatury badawczej służących do określania właściwości, analizy składu oraz budowy substancji chemicznych | 2,0 | |
| 3,0 | student ma podstawową wiedzę dotyczącą podstawowych pojęć z zakresu krystalografii oraz budowy i właściwości ciała stałego | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| Ch_2A_D01-05_W02 Student zna zasady BHP w laboratorium krystalograficznym w stopniu pozwalającym na samodzielną pracę na stanowisku badawczym | 2,0 | |
| 3,0 | student zna podstawowe zasady BHP obowiązujące w w pracowni krystalograficznej | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| Ch_2A_D01-05_U01 Student potrafi wykorzystując różne źródła informacji dobrać odpowiednią metodę pomiarową wykorzystującą zjawisko dyfrakcji do zbadania określonych właściwości badanej substancji, zaplanować i przeprowadzic badania, interpretować uzyskane wyniki, krytycznie ocenić wyniki przeprowadzonych eksperymentów, ocenić przydatność zastosowanej metody badawczej do rozwiązania postawionego zadania i na tej podstawie wyciągać wnioski formułowane słownie lub w formie pisemnej | 2,0 | |
| 3,0 | student potrafi korzystać z podstawowej literatury przedmiotowej dotyczącej krystalografii oraz budowy i właściwości ciała stałego celem zdobycia podstawowej wiedzy i potrafi scharakteryzować podstawową aparaturę pomiarową wykorzystywaną podczas badań struktury związków nieorganicznych | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| Ch_2A_D01-05_U02 Student potrafi określić kierunki dalszego uczenia się i zrealizować proces samokształcenia | 2,0 | |
| 3,0 | student potrafi określić w stopniu podstawowym kierunki dalszego uczenia się i w stopniu podstawowym realizować proces samokształcenia się | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| Ch_2A_D01-05_K01 Student rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie, potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób | 2,0 | |
| 3,0 | student rozumie w stopniu podstawowym potrzebę uczenia się przez całe życie ale nie potrafi inspirować i organizować procesu uczenia się innych osób | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| Ch_2A_D01-05_K02 Student potrafi biorąc odpowiedzialność za powierzone do realizacji zadania współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne role | 2,0 | |
| 3,0 | student w stopniu podstawowym potrafi pracować w grupie, jednak nie potrafi pełnić roli lidera | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Z. Bojarski, M. Gigla, K. Stróż, M. Surowiec, Krystalografia, podręcznik wspomagany komputerowo, PWN, Warszawa, 2007
- Z. Bojarski, E. Łągiewka, Rentgenowska analiza strukturalna, PWN, Warszawa, 1988
- A. Bolewski, W. Żabiński (redaktorzy), Metody badania minerałów i skał, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, 1988
- T. Penkala, Zarys krystalografii, PWN, Warszawa, 1976
- P. Luger, Rentgenografia strukturalna monokryształów, PWN, Warszawa, 1989
- Z. Trzaska-Durski, H. Trzaska-Durska, Podstawy krystalografii strukturalnej i rentgenowskiej, PWN, Warszawa, 1994
- Z. Trzaska-Durski, H. Trzaska-Durska, Podstawy krystalografii, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2003
- C. Giacovazzo, H. Z. Monaco, D. Biterbo, F. Scordari, G. Gilli, H. Zanotti, M. Catti, Fundamentals of Crystallography, IUCR, Oxford University Press, Oxford, 2000
- A. F. Wells, Strukturalna chemia nieorganiczna, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1993
- Z. Kosturkiewicz, Metody krystalografii, Wydawnictwo Naukowe UAM w Poznaniu, Poznań, 2004
- M. van Meerssche, J. Feneau-Dupont, Krystalografia i chemia strukturalna, PWN, Warszawa, 1988
Literatura dodatkowa
- A. Szummer (redaktor), Podstawy ilościowej mikroanalizy rentgenowskiej, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1994
- K. Przybyłowicz, Podstawy teoretyczne materiałoznawstwa, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1999