G7541 Mineralogická krystalografie

Přírodovědecká fakulta
jaro 2012 - akreditace

Údaje z období jaro 2012 - akreditace se nezveřejňují

Rozsah
2/1. 5 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
RNDr. Václav Vávra, Ph.D. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Rostislav Melichar, Dr.
Ústav geologických věd – Sekce věd o Zemi – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Martin Ivanov, Dr.
Dodavatelské pracoviště: Ústav geologických věd – Sekce věd o Zemi – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
! G7540 Strukturní krystalografie &&( G1060 Mineralogie I || G1061k Mineralogie || G1061 Mineralogie ) && ( (!(PROGRAM(B-GE)||PROGRAM(D-GE4)||PROGRAM(N-GE)||PROGRAM(D-GE)||PROGRAM(C-CV))) || (NOW( G0101 Školení BOZP a PO pro geology )&&NOW( C7777 Zacházení s chemickými látkami )))
Mineralogie I G1061
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Předmět si smí zapsat nejvýše 32 stud.
Momentální stav registrace a zápisu: zapsáno: 0/32, pouze zareg.: 0/32, pouze zareg. s předností (mateřské obory): 0/32
Mateřské obory/plány
předmět má 41 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Porozumění základním vztahům v krystalových mřížkách minerálů, vysvětlení základních pravidel krystalové chemie a nejzákladnější principy RTG práškové difrakce.
Osnova
  • Krystalová chemie
  • základní stavební částice hmoty (elektrony, nukleony)
  • stavba atomu – jádro atomu, izotopy, radioaktivita, princip kvantové mechaniky, Bohrův model atomu, Schrödingerův model atomu, vlnová rovnice, atomové orbitaly, Pauliho princip, výstavbový princip, Hundovo pravidlo, elektronová konfigurace
  • iony – vznik ionu, ionizační energie, elektronová afinita, elektronegativita, atomové a ionové poloměry, koordinace ionů, koordinační číslo, uspořádání stejně velkých ionů, hcp, ccp, tvary koordinačních polyedrů, Paulingova pravidla
  • chemické vazby a interakce – energie a délka chemické vazby, teorie kovalentní vazby, teorie molekulových orbitalů, ionová vazba, stanovení vazebných mechanismů, kovová vazba, vazba vodíkovým můstkem, van der Waalsovy síly
  • stanovení chemického složení minerálů – homovalentní a heterovalentní substituce, substituční pevný roztok, intersticiální pevný roztok, pevný roztok s vakancí, exsoluce, přepočet vzorce bezkyslíkatých minerálů, přepočet vzorce kyslíkatých minerálů, dopočet neanalyzovaných komponent (voda, dvě mocenství Fe). Stavba a symetrie krystalických látek
  • základní pojmy - skupenství látek, látky amorfní, reálný a ideální krystal, stavební jednotka, definice krystalických látek
  • symetrie krystalických látek – transformace základních vektorů, transformační matice, operace symetrie, prvky symetrie, grupy symetrie, grupové postuláty
  • krystalová mřížka – konstrukce, buňka mřížky, rovinné Bravaisovy mřížky, prostorové Bravaisovy mřížky, vlastnosti a symetrie primitivních a centrovaných mřížek
  • bodové grupy – Schoenfliesovo a mezinárodní značení bodových grup, Laueho grupy, centrické grupy, kombinace prvků symetrie v bodových grupách, odvození bodových grup; obecné, speciální a limitní krystalové tvary; asymetrická plošná jednotka, odvozování krystalových tvarů (hemiedrie, tetartoedrie), určování bodových grup, fyzikální vlastnosti bodových grup
  • rovinné grupy – značení, prvky symetrie
  • prostorové grupy – definice, značení, vlastnosti, asymetrická jednotka prostorové grupy, ekvivalentní polohy, mezinárodní krystalografické tabulky
  • reciproká mřížka – konstrukce a vztahy
  • defekty krystalových struktur – bodové, lineární a rovinné Morfologická krystalografie
  • krystalů – plochy a hrany, základní zákony, symetrie krystalů, krystalografické osy, základní poměr parametrů ploch, zákon o racionalitě odvozovacích indexů, Weissovy a Millerovy indexy, pásmo, pásmová rovnice, komplikační pravidlo
  • krystalizace- z par, z roztoku, z taveniny, růst krystalů, růstová rychlost, krystalizační zárodek
  • krystalové tvary – kompletní výčet 48 tvarů a jejich symetrie a pojmenování
  • krystalové projekce – sférická, stereografická, Gadolinova, gnómonická, ortogonální
  • krystalová oddělení – kompletní výčet včetně všech tvarů a jejich odvození
  • srůsty – dvojčatné, vícečetné, epitaxie, dvojčatné zákony, pseudomorfózy Strukturní analýza RTG difrakcí
  • RTG záření – vznik a složky, RTG lampa, interakce s hmotou, Laueho analýza, mezirovinné vzdálenosti, Laueho indexy, Braggův zákon, Ewaldova konstrukce
  • difraktometry – základní uspořádání, difrakční záznam, databáze krystalických látek
  • strukturní analýza – měření záznamu, stanovení poloh a intenzit difrakcí, lorenz-polarizační faktor, mikroabsorpce, primární a sekundární extinkce, instrumentální aberace, indexování difrakcí, mřížkové parametry, systematická vyhasínání difrakcí
Literatura
  • KLEIN, Cornelis a Cornelius S. HURLBUT. Manual of mineral science : (after James D. Dana) [Klein, 2002]. 22nd ed. New York: John Wiley & Sons, 2002, xii, 641 s. ISBN 0-471-25177-1. info
  • BORCHARDT-OTT, Walter. Crystallography. 2nd ed. Berlin: Springer-Verlag, 1995, xiii, 307. ISBN 3540594787. info
Výukové metody
přednáška, praktické cvičení
Metody hodnocení
závěrečná zkouška (test)
Další komentáře
Předmět je vyučován jednou za dva roky.
Poznámka k periodicitě výuky: Bude otevřeno v jarním semestru 2010/2011.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, jaro 2013.