Cristalografía
Código: 106812 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2504602 Nanociencia y Nanotecnología | OB | 1 | 2 |
Contacto
- Nombre:
- Ignacio Ramon Mata Martínez
- Correo electrónico:
- ignasi.mata@uab.cat
Idiomas de los grupos
Puede consutarlo a través de este enlace. Para consultar el idioma necesitará introducir el CÓDIGO de la asignatura. Tenga en cuenta que la información es provisional hasta el 30 de noviembre del 2023.
Equipo docente
- Lluis Casas Duocastella
Prerrequisitos
La asignatura no tiene requisitos previos para ser cursada. Son necesarios conocimientos básicos de matemáticas, física y química. En particular, se requieren conocimientos básicos en:
- Formulación química
- Valencia y tipo de enlace
- Cálculo matricial
- Cálculo vectorial
- Física de ondas
Objetivos y contextualización
Esta asignatura proporciona conocimientos básicos sobre cómo se organizan los átomos en el estado sólido. Los objetivos son:
I. Adquirir un conocimiento básico para la descripción de la estructura cristalina de los sólidos. Los aspectos a considerar son:
1- La red cristalina y su descripción matemática
2- La simetría cristalina y su descripción matemática
II. Conocer las bases de la difracción de rayos X en cristales como técnica experimental que permita acceder a la estructura cristalina de los sólidos.
III. Adquirir visión espacial de las estructuras cristalinas y su simetría.
IV. Saber realizar tareas sencillas con software propio de la cristalografía
V. Tener las bases para poder relacionar las propiedades físicas de la materia con su estructura cristalina, incluidos los efectos debidos a tener tamaño de cristal de escala nanométrica.
Resultados de aprendizaje
- CM13 (Competencia) Aplicar los conocimientos químicos a la resolución de problemas de naturaleza cuantitativa y cualitativa, incluyendo en casos necesarios el uso de fuentes bibliográficas.
- CM14 (Competencia) Trabajar de forma colaborativa planteando y organizando las tareas básicas de un laboratorio de análisis físico-químico.
- CM15 (Competencia) Manipular los productos y residuos químicos teniendo en cuenta su impacto en la seguridad y el medioambiente.
- KM25 (Conocimiento) Reconocer y describir los modelos geométricos y la simetría que caracteriza el medio cristalino.
- SM21 (Habilidad) Aplicar las principales técnicas que se emplean en la identificación y caracterización de la estructura y composición de la materia.
- SM21 (Habilidad) Aplicar las principales técnicas que se emplean en la identificación y caracterización de la estructura y composición de la materia.
- SM21 (Habilidad) Aplicar las principales técnicas que se emplean en la identificación y caracterización de la estructura y composición de la materia.
- SM22 (Habilidad) Justificar la variación de las propiedades de los elementos químicos y sus compuestos, en base a los grupos de la tabla periódica y la estructura cristalina.
Contenido
Temario
(el orden de los temas puede cambiar)
1. Teoría reticular
2. Simetría puntual
3. Simetría espacial
4. Estructuras cristalinas
5. Difracción de los rayos X
6. Cristal real y efectos del tamaño de cristal
Prácticas
(el orden y el contenido de las prácticas puede variar)
Práctica 1: Simetría puntual con modelos cristalográficos
Práctica 2: Simetría puntual con PDF interactivos
Práctica 3: Grupos de simetría plana
Práctica 4: Visualización de estructuras cristalinas con VESTA
Práctica 5: Difracción de polvo
Práctica 6: Bases de datos en cristalografía
Metodología
Las clases de teoría se desarrollan como sesiones clásicas con explicaciones del profesorado, preguntas y discusiones con el alumnado.
Las clases de problemas se desarrollan en dos grupos y consisten en la resolución de ejercicios y problemas previamente suministrados al alumnado. Una vez realizados los ejercicios en clase, las soluciones estarán disponibles en el campus virtual.
Las sesiones de prácticas se desarrollan en tres grupos, si es posible en espacios que faciliten el trabajo en grupo y en aulas que permitan el uso de ordenadores (aulas electrificadas o aulas PC). El alumnado dispone de un guion de trabajo que de llevar a término con el soporte del profesorado. Se proporcionará el resultado correcto de la práctica ya sea en la misma aula o el campus virtual de la asignatura.
El trabajo autónomo del alumnado consiste en trabajar personalmente todos los aspectos planteados en el aula, tanto en las clases de teoría como en las de problemas y las sesiones prácticas; para ello dispone de apuntes de clase, material de consulta, bibliografía, ejercicios/prácticas y software cristalográfico (este último, ya sea disponible en las aulas del servicio de informática, ya sea como programario libre).
El campus virtual es utilizado como medio de comunicación con el alumnado y es el lugar donde se depositan los guiones de las prácticas, material específico de consulta, guiones de las clases de teoría, calificaciones, etc. Los guiones de las clases de teoría constituyen una base para las clases, pero en ningún caso sustituyen la asistencia a clase.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Actividades
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases de problemas | 5 | 0,2 | CM13, KM25, SM21, CM13 |
| Clases de teoría | 35 | 1,4 | KM25, SM21, SM22, KM25 |
| Prácticas de laboratorio | 12 | 0,48 | CM13, CM14, CM15, KM25, SM21, CM13 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Trabajo autónomo | 87 | 3,48 | CM13, KM25, SM21, SM22, CM13 |
Evaluación
La evaluación de la asignatura incluye tanto una evaluación continua como un examen final o de recuperación.
La evaluación continua consta de dos exámenes parciales. El primero está previsto para la primera quincena de abril y el segundo para junio. Cada examen representa entre el 25 y el 40% de la calificación global. La evaluación continua también incluye la evaluación de los trabajos, la asistencia a clase, los ejercicios, los trabajos o las pruebas realizadas en clase. Estos trabajos representan entre el 20 y el 30% de la nota global.
Se puede aprobar la asignatura por evaluación continua sin necesidad de presentarse al examen final si se consigue una nota global de 5.
El examen de recuperación de junio es una oportunidad para recuperar uno o dos parciales. En este caso, la nota obtenida en el examen de recuperación sustituirá el examen parcial correspondiente. Las entregas evaluables no son recuperables.
La evaluación única de los alumnos que lo soliciten se realizará el día del segundo parcial de la asignatura. Esta evaluación consistirá en:
1- Superación de un examen de toda la asignatura (70% de la nota global).
2- Entrega de un trabajo a realizar con programario cristalográfico (10% de la nota global).
3- Una prueba oral donde se representan modelos de cristales y se hacen preguntas sobre su simetría (20% de la nota global).
En caso de no superar la evaluación única, se tendrá derecho a un segundo examen donde la nota sustituirá la nota del primer examen. Este segundo examen se realizará preferentemente el mismo día del examen de recuperación. Tanto el trabajo a entregar como la prueba oral no se pueden recuperar.
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Entregas | 20 - 30 % | 4 | 0,16 | CM13, CM14, CM15, KM25, SM21, SM22 |
| Examen de recuperación | 35 - 40 % cada parte | 3 | 0,12 | CM13, KM25, SM21, SM22 |
| Examen parcial 1 | 35 - 40 % | 2 | 0,08 | CM13, KM25, SM21, SM22 |
| Examen parcial 2 | 35 - 40 % | 2 | 0,08 | CM13, KM25, SM21, SM22 |
Bibliografía
Libros
· An introduction to Mineral Science
A. PUTNIS, Cambridge University Press
· Fundamentals of Crystallography
C. GIACOVAZZO, Oxford University Press
· Space groups for solid state scientists
G. BURNS, A. M. GLAZER, Elsevier
· The Basics of Crystallography and Diffraction
C. HAMMOND, Oxford University Press
· Crystallography
WALTER BORCHARDT-OTT, Springer Verlag
· Estructura atómica y enlace químico
JAUME CASABÓ I GISPERT, Editorial Reverté
• An Introduction to Crystal Chemistry
R.C. EVANS, Cambridge University Press
• Cristal·lografia. Teoria Reticular, Grups Puntuals i Grups Espacials
SALVADOR GALÍ MEDINA, Edicions de la Universitat de Barcelona
• International Tables for Crystallography. Volume A: Space-Group Symmetry (teaching edition)
T. HAHN, editor, The International Union of Crystallography, D. Reidel Publishing Company
Páginas web
https://www.uab.cat/web/la-divulgacio/grups-puntuals-de-simetria-1345664584325.html
http://www.iucr.org International Union of Crystallography
http://www.iucr.org/education/pamphlets Teaching pamphlets
http://reference.iucr.org/dictionary/Main_Page Diccionari de cristal·lografia
http://it.iucr.org/ International Tables for Crystallography, accés només al campus
http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/ Instituto de Química Física Rocasolano
http://www.crystallography.net/cod/ Crystallography Open Database
http://rruff.geo.arizona.edu/AMS/amcsd.php American Mineralogist Crystal Structure Database
Software
interactive PDFs: https://www.uab.cat/web/la-divulgacio/grups-puntuals-de-simetria-1345664584325.html
VESTA: https://jp-minerals.org/vesta/en/
Quiztallography (Android) https://play.google.com/store/apps/details?id=aax.uab.quiztallography&pli=1