Рейтинг -план УТВЕРЖДАЮ Зав.кафедрой_____________Коробочкинн В.В “ ____” ______________ 2010г. Дисциплина Кристаллохимия неорганических материалов Вид учебной работы Аудиторные занятия Самостоятельная работа Кредитная стои3 мость Число недель 18 Кафедра Общей химической технологии Факультет Химико- технологический Группы 5М900 на весенний семестр 2009/2010 уч.г. Лекции 36 10 Практические (семинарские) занятия Лабораторные работы 18 32 Курсовой проект (работа) - - Лектор (ученая степень, звание, должность, ФИО полностью) Другие виды занятий (расчетнографические работы, рефераты и т.п.) Общая трудоемкость - 12 54 54 Эрдман Светлана Владимировна , к.т.н, доцент № п / п 1 Недели Часы Лекции (тема) А 1 Введение Предмет и задачи кристаллохимии. Общие свойства кристаллов. Основной закон кристаллохимии (Гольдшмидт - Капустинский). Рентгеноструктурный анализ основной экспериментальный метод кристаллохимии. Основные аспекты кристаллохимии: стереохимический, кристаллоструктурный, характеристика химических связей, зависимость свойств кристаллов от их строения. Многообразие кристаллических структур. Кристаллохимия как часть химии и кристаллографии. 2 С 1 Практические (семинарские) занятия, (тема) Часы А Лабораторные занятия С Определение симметрии кристаллических многогранников Часы А 4 С 6 Домашние задания, контр. работы, коллоквиумы Часы С Используемые электронные образовательные ресурсы Итого часов работы студента за неделю А С 2 2-6 Симметрия кристаллов Закрытые операции и элементы симметрии. Теоремы о сочетаниях закрытых элементов симметрии. Кристаллографические точечные группы симметрии. Международные символы и символы Шенфлиса. Единичные и полярные направления. Стереографические проекции кристаллов. Трансляции. Кристаллографические системы координат. Сингонии. Элементарная ячейка. Кристаллическая решетка. Решетки Бравэ. Открытые операции и элементы симметрии. Пространственные группы симметрии. Общие и частные правильные системы точек. Сайт-симметрия. Узловые ряды и узловые сетки. Межплоскостные расстояния. Миллеровские индексы. Число формульных единиц и рентгеновская плотность. Координационное число и координационный полиэдр. Собственная симметрия координационных полиэдров, молекул и сложных ионов. Структурные типы. Изоточечность, изоструктурность, изотипность. Полиэдрический метод изображения структур. Представление о теории плотнейших шаровых упаковок. Простейшие структурные типы и соотношения между ними. Описание структур в терминах шаровых упаковок и кладок. Семейства кристаллических структур. Островные, цепочечные, слоистые и каркасные структуры. Структуры с неоднородными фрагментами. Структуры со статистической и неполной упорядоченностью. Кристаллоструктурные характеристики атомов и 12 4 Определение симметрии, плотных упаковок и правильных систем точек для моделей кристаллических структур 4 6 3 7-9 химических связей. Общая теория межатомных взаимодействий. Межатомное расстояние и прочность связи. Валентное усилие связи. Основные типы кристаллохимических радиусов атомов (ионные, ковалентные, металлические, орбитальные, ван-дерваальсовы). Систематика кристаллических структур по типу связи. Гомо-и гетеродесмические структуры. Разбиение пространства. Разбиение ВороногоДирихле. Важнейшие характеристики полиэдров ВороногоДирихле. Влияние природы и валентного состояния атомов на характеристики полиэдров Вороного-Дирихле. Принцип плотнейшего заполнения пространства. Принцип равномерности. Основы рентгеноструктурного анализа Дифракция рентгеновских лучей. Уравнение Брэгга-Вульфа. Основные методы рентгенографии. Основы рентгенофазового анализа. Основные этапы анализа структуры кристалла. Представление о методах определения координат атомов. Структурные амплитуды. Распределение электронной плотности. Фактор расходимости. Современные источники кристаллоструктурной информации: Важнейшие компьютерные базы кристаллоструктурных данных: Кембриджская база кристаллоструктурных данных о строении органических, металлоорганических и координационных соединений, Боннская база кристаллоструктурных данных о строении неорганических соединений. Комплекс структурно- 6 2 Получение и расшифровка рентгенограмм кристаллов кубической сингонии Получение и расшифровка рентгенограмм кристаллов средней сингонии 2 4 2 4 топологических ТОPOS. Возможности терных методов поиска кристаллоструктурной ции. 4 918 программ компьюи анализа информа- Описание и систематика кристаллических структур Структуры простых веществ. Координация атомов. Правило ЮмРозери. Изменение характера структуры по группам периодической таблицы. Типы изоморфизма. Твердые растворы. Предел изоморфной заместимости и морфотропия. Изоморфизм с заполнением пространства. Типы полиморфизма. Политипия. Термодинамика полиморфных превращений. Механизм полиморфных превращений. Структуры бинарных соединений. Интерметаллиды. Сплавы. Фазы Лавеса. Фазы Юм-Розери. Структуры соединений металлов с неметаллами (АХ). Структуры, описываемые в терминах шаровых упаковок и кладок. Ажурные структуры. Факторы, определяющие выбор структурного типа. Роль типа химической связи. Особенности координации переходных и непереходных металлов. Кластеры. Важнейшие структурные типы тернарных соединений. Правило Полинга о валентных усилиях связей. Структурный тип перовскита. Сегнето-и антисегнетоэлектрические свойства веществ с искаженной структурой перовскита. Строение высокотемпературных проводников. Структурный тип шпинели. Нормальные и обращенные шпинели. Ферриты и 16 3 Определение фазового состава бинарной смеси Определение кристаллографических символов граней кристаллов - Правила выбора элементарной ячейки в кристаллической решетке. Типы решеток Бравэ 2 4 2 2 4 их техническое значение. Связь строения и магнитных свойств соединений, кристаллизующихся по типу шпинели. Островные структуры солей кислородсодержащих кислот. Структуры фосфатов и силикатов. Классификация структур силикатов. Зависимость физических свойств силикатов от их строения. Изовалентный и гетеровалентный изоморфизм в силикатах. Природные и синтетические цеолиты, их структура и применение. Строение координационных соединений. Особенности строения σ-и π-комплексов. Типы координации полидентатно-мостиковых лигандов. Обозначения типов координации. Кристаллохимические формулы комплексов. Основные черты строения комплексонатов. Основные факторы, влияющие на структуру кристаллов. Строение реальных кристаллов. Важнейшие типы дефектов. Точечные дефекты. Дислокации. Мозаичность. Структура поверхности и твердых пленок. Влияние дефектов кристаллов на их свойства. Доменные структуры. Квазикристаллы и несоразмерные структуры. Ротационнокристаллическое состояние. Особенности структуры твердых электролитов. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ПО КУРСУ № п/п 1 Основная П.М.Зоркий, Н.Н.Афонина. Симметрия молекул и кристаллов, МГУ, 1979 2 3 М.А.Порай-Кошиц. Основы структурного анализа химических соединений, М., Высшая школа, 1987 Г.Б.Бокий. Кристаллохимия, М., Наука, 1971 4 А.Вест. Химия твердого тела, М., Мир, 1988; т.1, гл. 7, 8 5 Г. Кребс. Основы кристаллохимии неорганических соединений, М., Мир, 1971 6 Ю.Г.Загальская, Г.П.Литвинская. Геометрическая микрокристаллография, МГУ, 1976 7 Ю.К. Егоров-Тисменко. Кристаллография и кристаллохимия, М., Университет, 2005 8 А.И.Китайгородский. Молекулярные кристаллы, М., Наука, 1971 г., гл 9 Б.К.Вайнштейн (ред.). Современная кристаллография, т.2, гл. 1, 2, М., Наука, 1979 Дополнительная ________ «_______» ______________ 2010г. № п/п Электронные образовательные ресурсы