МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Кристаллохимия и структурный анализ
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра физической и неорганической химии
Направление подготовки04.05.01. Фундаментальная и прикладная химия (специальность)
Специализация"Органическая химия"; "Физическая химия твердых тел, коллоидных систем и наноматериалов". ФГОС 3++
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план04_05_01_ФиПХ-2-2020
Часов по учебному плану 82
в том числе:
аудиторные занятия 42
самостоятельная работа 40
Виды контроля по семестрам
зачеты: 3

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (3) Итого
Недель 18
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Практические 24 24 24 24
Сам. работа 40 40 40 40
Итого 82 82 82 82

Программу составил(и):
кандидат химических наук, доцент, Стручева Н.Е.

Рецензент(ы):
доктор химических наук, профессор, Смагин В.П.

Рабочая программа дисциплины
Кристаллохимия и структурный анализ

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по специальности 04.05.01 Фундаментальная и прикладная химия (приказ Минобрнауки России от 13.07.2017г. №652)

составлена на основании учебного плана:
04.05.01 Фундаментальная и прикладная химия
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра физической и неорганической химии

Протокол от 06.07.2020 г. № 10
Срок действия программы: 2019-2020 уч. г.

Заведующий кафедрой
Безносюк С.А., доктор физ.-мат.наук, профессор

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра физической и неорганической химии

Протокол от 06.07.2020 г. № 10
Заведующий кафедрой Безносюк С.А., доктор физ.-мат.наук, профессор

1. Цели освоения дисциплины

1.1.подготовка специалистов -химиков, способных использовать знания по кристаллохимии в своей профессиональной деятельности

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.О.05

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1: Способен анализировать, интерпретировать и обобщать результаты экспериментальных и расчетно-теоретических работ химической направленности
ОПК-3: Способен применять расчетно-теоретические методы для изучения свойств веществ и процессов с их участием, используя современное программное обеспечение и базы данных профессионального назначения
ОПК-5: Способен использовать информационные базы данных и адаптировать существующие программные продукты для решения задач профессиональной деятельности с учетом основных требований информационной безопасности
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.- теорию симметрии молекул и кристаллов, систематику кристаллических структур, изоморфизм и полиморфизм, морфотропию
- фундаментальные химические понятия, может предложить отдельные примеры их использования при решении задач по кристаллохимии
3.2.Уметь:
3.2.1.- устанавливать зависимость физико-химических свойств кристаллических веществ от их строения
- решать задачи по кристаллохимии с использованием некоторых фундаментальных понятий
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.- навыками использования теоретических основ кристаллохимии при решении конкретных химических задач
- навыками решения задачи повышенной сложности по кристаллохимии с использованием некоторых фундаментальных понятий

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. 1. Введение
1.1. Кристаллическая структура. Моделирование кристаллических структур Сам. работа 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1, Л3.1
1.2. Кристаллографические точечные группы. Обозначения кристаллографических групп Практические 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
1.3. Предмет и задачи кристаллохимии. Кристаллическая структура и способы ее моделирования Лекции 3 1 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
Раздел 2. 2. Симметрия молекул и кристаллов
2.1. Учение о симметрии. Закрытые элементы симметрии. Взаимодействие закрытых элементов симметрии Лекции 3 1 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
2.2. Симметрия. Виды симметрии. Взаимодействие элементов симметрии. Простые и стереографические проекции элементов симметрии Практические 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
2.3. Стереографические проекции нормалей к граням. Группы трансляций Лекции 3 1 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
2.4. Трансляции. Группы трансляций. Эквивалентные позиции Сам. работа 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
2.5. Кристаллографические координатные системы. Элементарная ячейка Лекции 3 1 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
2.6. Элементарная ячейка. Кристаллографические точечные группы Сам. работа 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
2.7. Симметрия кристаллического многогранника. Симметрия позиции атома в кристаллической структуре. Зависимость физических свойств кристаллов от их симметрии Лекции 3 1 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
2.8. Кристаллический многогранник, его симметрия Сам. работа 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
Раздел 3. 3. Симметрия кристаллических структур
3.1. Отрытые элементы симметрии кристаллических структур Лекции 3 1 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
3.2. Симметрия кристаллов. Работа с деревянными моделями кристаллов различных категорий Практические 3 4 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
3.3. Взаимодействие закрытых и открытых элементов симметрии между собой и с перпендикулярными трансляциями. Пространственные группы Лекции 3 1 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
3.4. Трансляции. Пространственные группы Сам. работа 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
3.5. Системы эквивалентных позиций. Изображение точек. Определение кратности Практические 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
3.6. Выполнение индивидуального задания "Симметрия молекул и кристаллов Сам. работа 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
Раздел 4. 4. Основы рентгеноструктурного анализа
4.1. Дифракция рентгеновских лучей. Уравнения Лауэ. Уравнение Вульфа-Брэгга. Индексы узловых сеток. Межплоскостные расстояния Лекции 3 1 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
4.2. Основы рентгеноструктурного анализа Сам. работа 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
Раздел 5. 5. Общая кристаллохимия
5.1. Типы химической связи в структурах. Гомо- и гетеродесмические структуры Лекции 3 1 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
5.2. Структурные типы. Описание структур в терминах плотнейших шаровых упаковок (ПШУ) и плотных шаровых кладок (ПШК) Лекции 3 1 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
5.3. Пустоты в ПШУ и ПШК. Слойность ПШУ Практические 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
5.4. Кристаллохимические явления. Изоструктурность. Изоморфизм. Твердые растворы замещения, внедрения, вычитания Лекции 3 1 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
Раздел 6. 6. Систематическая кристаллохимия
6.1. Типичные и аномальные структуры металлов. Интерметаллиды. Кристаллические структуры простых веществ-неметаллов Лекции 3 1 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
6.2. Изменение характера структуры в группах периодической системы Практические 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
6.3. Характеристика кристаллических структур бинарных соединений. Структуры АХ Лекции 3 1 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
6.4. Коэффициент плотности упаковки металлических и ионных структур. Ковалентные и Ван-дер-Ваальсовы радиусы Практические 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
6.5. Общая характеристика тернарных кристаллических структур. Структурный тип перовскита. Сегнето- и антисегнетоэлектрические свойства веществ Лекции 3 1 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
6.6. Особенности координации переходных и непереходных металлов. Кластеры Практические 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
6.7. Структуры соединений переходных металлов. Кластеры Сам. работа 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
6.8. Структурный тип шпинели. Нормальные и обращенные шпинели Лекции 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
6.9. Ферриты и их техническое значение. Связь строения, и магнитных свойств соединений, кристаллизующихся по типу шпинели Практические 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
6.10. Структурные типы цеолитов, шпинелей, молекулярных кристаллов Сам. работа 3 4 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
6.11. Структуры солей кислородных кислот. Особенности строения силикатов. Общая характеристика молекулярных кристаллов Лекции 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
6.12. Кристаллические структуры кислородных соединений Практические 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
6.13. Моделирование структур Практические 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
6.14. Выполнение индивидуального задания "Симметрия кристаллических структур" Сам. работа 3 4 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
6.15. Подготовка к коллоквиуму "Систематическая кристаллохимия" Сам. работа 3 6 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1
6.16. Подготовка к зачету Сам. работа 3 10 ОПК-1 Л2.1, Л2.2, Л1.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
приведены в ФОС в приложении
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Приведены в ФОС в приложении
5.3. Фонд оценочных средств
Приведен в приложении
Приложения

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Ю. К. Егоров-Тисменко Кристаллография и кристаллохимия: учебник: Основная литература М.: КДУ,, 2005
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Шаскольская М.П Кристаллография: учебник М.: Высш. Школа, 1976
Л2.2 Зоркий П.М. Зоркий П.М. Симметрия молекул и кристаллических структур – : Дополнительная литература М.: Изд-во МГУ,, 1986.
6.1.3. Дополнительные источники
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л3.1 Стручева Н.Е. Кристаллохимия. Лабораторный практикум: Учебное пособие. : Методические разработки кафедры Барнаул: изд-во АлтГУ , 2014 http://elibrary.asu.ru/handle/asu/1038.
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Курс в Moodle «Кристаллохимия и структурный анализ» https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=1514
6.3. Перечень программного обеспечения

Microsoft Windows
Microsoft Office
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
http://www.iucr.org – Международный союз кристаллографов
http://www.ccp14.ac.uk – Кристаллографические программы
http://www.crystallograhica.co.uk –Кристаллографические программы
http://www.lib.asu.ru - электронные ресурсы научной библиотеке АлтГУ
http://www.rsl.ru - РГБ Российская государственная библиотека
http://ben.irex.ru - БЕН Библиотека естественных наук
http://www.gpntb.ru - ГПНТБ Государственная публичная научно-техническая библиотека
http://ban.pu.ru - БАН Библиотека Академии наук
http://www.nlr.ru - РНБ Российская национальная библиотека
http://www.elibrary.ru - Научная электронная библиотека РФФИ
http://www.chem.msu.su - Электронная библиотека на сервере химфака МГУ
http://www.lib.msu.su - Библиотека МГУ
http://www.kge.msu.ru - Библиотека химической литературы

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
106аК учебная аудитория кафедры физической и неорганической химии - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 20 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1шт.; шкаф с учебно-наглядными пособиями - 2 шт.; доска маркерная - 1 шт.; проектор: марка Optoma - 1 единица; стационарный экран; модели кристаллических структур; набор моделей атомов со стержнями для составления моделей молекул, деревянные модели кристаллов; дифрактограммы веществ; таблицы Гиллера; числовые ключи Ханаваля; алфавитный указатель; рентгеновская картотека JCPDS.
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Приведены в приложении