Шаблон описания дисциплины биотехнология» по направлению 240100 «Химическая технология и

Приложение № 1.1 к приказу ректора № 52/од от « 10 » _07_ 2007 г.
Шаблон описания дисциплины
Образовательная программа __ по направлению 240100 «Химическая технология и
биотехнология» магистерской программе 240131 (550831) «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 В.С. Теоретическая кристаллохимия. М., Изд-во Московского
университета, 1987 г. 275 с.
2. Егоров-Тисменко Ю.К. Кристаллография и кристаллохимия. М. КДУ, 2005 г.,
592 с.
3. Бокий Г.Б. Кристаллохимия. М. Наука, 1971 г., 400 с.
Литература дополнительная
1. Перепелицин В.А. Основы технической минералогии и петрографии. М.,
Недра, 1987г.
2. В.С.Горшков, В.В.Тимашов. Методы физико-химического анализа вяжущих
веществ. М.,Высшая школа, 1981г.
3. П.П.Будников, А.М.Гинстлинг. 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.
11.
Курсовые проекты или работы (тематика курсовых проектов или работ)
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 ____ Седельникова Мария Борисовна, доцент, 563-169 (ФИО)
дата_____28.09.2009__