Приложение .1 к приказу ректора № 52/од от « 10 » _07_ 2007 г.
Шаблон описания дисциплины
Образовательная программа __ по направлению 240100 «Химическая технология и биотехнология» магистерской программе 240«Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов».
(название образовательной программы)
Дисциплина ____Кристаллохимия силикатов и оксидов_______________________
(название дисциплины)
Семестр __10__
1. Условное обозначение (код) в учебных планах ДНМ. В.1.1
2. Пререквизиты (указать названия и коды дисциплин, изучение которых должно предшествовать данной дисциплине)
ЕН. В.2. Минералогия и кристаллография
СД. Ф.3 Физ. химия тугоплавких неметаллических и силикатных материалов,
3. Кредитная стоимость дисциплины 5
4. Цель изучения дисциплины (описать цели дисциплины и их соответствие целям образовательной программы)
Цель преподавания дисциплины соответствует цели образовательной программы - формирование у студентов знаний в области кристаллохимии и кристаллографии силикатов и оксидов: симметрии, морфологии и структуры кристаллов, физических свойств и связи с кристаллическим строением, особенностей роста кристаллов.
5. Результаты обучения (указать знания, умения, навыки и компетенции, которые приобретет студент после изучения данной дисциплины)
После окончания изучения курса «Кристаллохимия силикатов и оксидов» магистр должен:
знать и понимать:
- основы классической кристаллохимии, кристаллографии;
- основные категории кристаллохимии;
- способы описания и изображения атомного строения кристаллов
уметь использовать:
- методологию структурно-химического анализа кристаллических материалов;
- методы исследования кристаллической структуры и свойств силикатов и оксидов.
иметь навыки:
- описания кристаллов, определение симметрии кристалла;
- описания кристаллических структур, выделения в кристаллической структуре ячейки Браве, определение количества атомов, приходящихся на одну элементарную ячейку, числа формульных единиц, координационного числа атомов каждого сорта;
- определения характера взаимосвязи между составом, строением и свойствами силикатов и оксидов.
6. Содержание дисциплины (перечень основных тем (разделов) с указанием количества занятий по каждой теме и каждому виду занятий)
Содержание теоретического раздела (лекции 36 часов)
2.1 Введение (2 часа)
Содержание, задачи и основные разделы курса. Значение курса в системе подготовки магистров. Теоретические основы кристаллохимии. История развития кристаллохимии и кристаллографии. Кристаллохимия среди других наук. Задачи современной кристаллохимии.
2.2 Свойства атомов (4 часа)
Форма и протяженность электронных оболочек. Электронные конфигурации элементов. Потенциалы ионизации и сродство к электрону. Орбитальные электроотрицательности. Поляризуемость атомов и ионов. Кислотно-основные свойства атомов и ионов.
2.3 Силы и энергия сцепления атомов в кристалле (4 часа)
Типы связей в кристаллической решетке. Природа химической связи в силикатах и оксидах.
2.4 Способы описания и изображения атомного строения кристаллов силикатов и оксидов (8 часов)
Пространственная решетка. 14 типов ячеек Браве. Плотнейшие шаровые упаковки. Координационный полиэдр и координационное число. Структурные единицы кристалла, мотив структуры. Полиэдрическое изображение кристаллических структур (метод Полинга - Белова). Структурный тип. Изоструктурность, изотипность, гомеотипность. Метод плоских атомных сеток (структурных мозаик).
2.5 Морфотропия и структурная гомология (8 часов)
Критерии устойчивости структурного типа. Локальный баланс валентностей (второе правило Полинга). Факторы толерантности и модельные структуры Гольдшмидта. Понятие морфотропии на примере кристаллохимии силикатов. Структурная гомология. Производные и вырожденные структуры.
2.6 Полиморфизм и политипизм в силикатах и оксидах (6 часов)
Фазовые переходы и полиморфизм. Изменение симметрии при изменении температуры и давления. Координационные правила полиморфизма. Связь термодинамических свойств со структурами полиморфных модификаций. Политипизм.
2.7 Изоморфизм(4 часа)
Классификация изоморфизма. Эмпирические правила изоморфизма. Основные физико-химические и термодинамические принципы теории изоморфизма. Правила изоморфизма на примере силикатов и оксидов.
7. Основная и дополнительная литература (указать учебник(и), по которому ведется обучение и дополнительную литературу)
Перечень рекомендуемой литературы
Литература основная
1. Урусов кристаллохимия. М., Изд-во Московского университета, 1987 г. 275 с.
2. Егоров-Тисменко и кристаллохимия. М. КДУ, 2005 г., 592 с.
3. Бокий . М. Наука, 1971 г., 400 с.
Литература дополнительная
1. Перепелицин технической минералогии и петрографии. М., Недра, 1987г.
2. , . Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. М.,Высшая школа, 1981г.
3. , . Реакции в смесях твердых веществ. М., Стройиздат, 1971г.
8. Используемое программное обеспечение:
9. Перечень лабораторных работ
Содержание лабораторного практикума (18 часов)
3.1 Описание моделей кристаллов. Определение симметрии кристалла, категории, сингонии; определение класса симметрии, характеристика простых форм, определение индексов граней h, k, l(4 часа).
3.2 Описание моделей кристаллических структур. Выделение в модели кристаллической структуры ячейки Браве, определение количества атомов, приходящихся на одну элементарную ячейку, числа формульных единиц, координационного числа атомов каждого сорта, изображение структуры в плане с выделением контуров элементарной ячейки и обозначением высот (координат z) всех атомов (4 часа).
часа).
3.3 Построение стереографических проекций, определение сферических координат, измерение углового расстояния между двумя заданными точками (4 часа).
3.4 Рентгенофазовый анализ оксидных и силикатных материалов (4
3.5 Коллоквиум по пройденным темам (2 часа)
10. Курсовые проекты или работы (тематика курсовых проектов или работ)
11. Индивидуальные домашние задания (перечень индивидуальных заданий, рефератов и т. п.)
Темы рефератов
1. Способы изображения атомного строения кристаллов.
2. Критерии устойчивости структурного типа.
3. Зависимость структуры и свойств кристаллических веществ от типа химической связи.
4. Полиморфизм силикатных и оксидных соединений. Кристаллохимические особенности структуры ZrO2.
5. Основы кристаллохимии силикатов. Особенности структуры волластонита.
6. Рост кристаллов. Методы выращивания кристаллов.
7. Зависимость физико-химических свойств твердых веществ от строения кристаллов.
8. Симметрия кристаллов.
9. Факторы, определяющие структуру кристалла.
10. Идеальные и реальные кристаллы.
12. Координатор (ФИО, должность сотрудника, телефон ответственного на кафедре за дисциплину)
Преподаватель ____ , доцент, 563-169 (ФИО)
дата_____28.09.2009__
