GD241 Nové poznatky v krystalochemii - samostudium

Přírodovědecká fakulta
podzim 2019
Rozsah
0/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: z. Jiná možná ukončení: zk, k.
Vyučující
prof. RNDr. Milan Novák, CSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Milan Novák, CSc.
Ústav geologických věd – Sekce věd o Zemi – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Zdeněk Losos, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav geologických věd – Sekce věd o Zemi – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
( (!(PROGRAM(B-GE)||PROGRAM(N-GE)||PROGRAM(D-GE)||PROGRAM(D-GE4)||PROGRAM(C-CV))) || (NOW( G0101 Školení BOZP a PO pro geology )&&NOW( C7777 Zacházení s chemickými látkami )))
Pokročilé znalosti mineralogického systému, základní znalosti anorganiceké chemie.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Na konci tohoto kurzu bude student schopen: porozumět a vysvětlit problémy krystalochemie vybraných minerálů a skupin minerálů na základě nabytých znalostí odvodit i neznámé substituce
Osnova
  • Krystalová chemie vybraných skupin minerálů I. Obecné zákonitosti a) Rozdělení prvků - aniony (relativně velký iontový poloměr, elektronegativní, např. O-2, F-, Cl-, S-2, OH-). - kationy (relativně malý iontový poloměr, elektropozitivní) kationy můžeme rozdělit do dvou podskupin - kationy s malým iontovým poloměrem a vysokou valencí (např. S6+, P5+, Si4+, C4+, B3+), - kationy s velkým iontovým poloměrem a nízkou valencí (např. Na+, Ca2+, Fe2+, Mn2+, Fe3+). b) Stavební prvky krystalových struktur Na základě velikosti kationů a jejich valencí existují dva hlavní typy polyedrů: - polyedry složené z O (OH,F,Cl) a kationů s malým rozměrem a vysokou valencí (S6+, P5+, Si4+, C4+, B3+), které tvoří tzv. anionální část (skupinu) u minerálů (např. CO32-,BO33-, SiO44-,PO43-, SO42-) - polyedry složené z O (OH,F) a kationů s relativně velkým rozměrem a nízkou valencí, (např. Na+, Ca2+, Fe2+, Mn2) V závislosti na velikosti kationů a valenci mají jednotlivé kationy různé koordinace a tvar polyedrů planární CO32-,BO33- tetraedry SiO44-,PO43-, SO42- oktaedry AlO6 hexaedry CaO8 jiné NaO9-12 Polyedry jsou téměř vždy deformované, takže většinou nejde o geometricky přesné tvary a název polyedru odpovídá počtu vrcholů a stěn. c) Polymerizace stavebních prvků Ve strukturách mohou být jednotlivé polyedry izolované, to znamená, že nejsou žádným způsobem propojeny s jinými polyedry (nejčastěji sdílejí společný O nebo OH), většinou ale dochází k více či méně výrazné polymerizace, tedy polyedry jsou více či méně komplikovaně spojeny do různých prostorových typů. d) Substituce prvků v minerálech - homovalentní (v tomto případě se substituce účastní jen jedna pozice v krystalové struktuře a zastupované prvky mají stejnou valenci) anionů OH-F, Cl-F malých kationů P-As, W-Mo velkých kationů Na-K, Fe-Mg, Al-Fe3+ - heterovalentní (v tomto případě mají zastupované prvky různé valence a substituce se účastní nejméně dvě ale často více pozic ve struktuře, vzorec minerálu ale musí zůstat elektroneutrální) II. Příklady a) Oxidy Nb,Ta,Ti, Sn,W b) Silikáty skupina granátu skupina turmalínu skupina slíd c) Fosfáty
Metody hodnocení
diskuse v hodině, použití získaných poznatků v PhD práci
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, jaro 2011, podzim 2011, jaro 2012, podzim 2011 - akreditace, jaro 2012 - akreditace, podzim 2012, jaro 2013, podzim 2013, jaro 2014, podzim 2014, jaro 2015, podzim 2015, jaro 2016, podzim 2016, jaro 2017, podzim 2017, jaro 2018, podzim 2018, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.