Кристалохімія (освіта)

Тип: На вибір студента

Кафедра: неорганічної хімії

Навчальний план

СеместрКредитиЗвітність
43Залік

Лекції

СеместрК-сть годинЛекторГрупа(и)
432доцент Пукас С. Я.ХМО-21с

Лабораторні

СеместрК-сть годинГрупаВикладач(і)
416ХМО-21сЗаремба О. І., доцент Пукас С. Я.

Опис курсу

Дисципліна “Кристалохімія” є нормативною дисципліною зі спеціальності 102 Хімія для освітньо-професійної програми “Хімія” першого (бакалаврського) рівня вищої освіти, яка викладається в четвертому семестрі в обсязі 3 кредитів (за Європейською Кредитно-Трансферною Системою ECTS). Кристалохімія тісно пов’язана з кристалографією. На підставі хімічного складу речовини, із застосуванням дифракційних методів аналізу чи за результатами спектроскопічних досліджень кристалохімія дозволяє визначити кристалічну структуру, пов’язати її з електронною будовою атомів і на цій основі пояснити фізичні та хімічні властивості матеріалу.

Лекційний курс складається з трьох основних частин: основи кристалографії, методи дослідження структури кристалів, основні поняття кристалохімії. Лабораторні заняття присвячені вирощуванню кристалів, визначенню елементів симетрії кристалічних многогранників, встановленню простих форм кристалів, побудові кристалографічних проєкцій, розрахунку порошкограм простих речовин з використанням фахових програм, аналізу кристалічних структур простих речовин і сполук.

Метою і завданням навчальної дисципліни “Кристалохімія” для студентів хімічного факультету є здобуття майбутніми фахівцями знань у галузі кристалографії та кристалохімії для розв’язування спеціалізованих задач та вирішення практичних проблем у галузі хімії. Серед фундаментальних природничих наук кристалографія, як наука про кристалічну речовину, міститься між мінералогією, фізикою і хімією, тоді як кристалохімія поєднує кристалографію та хімію. Кристалохімія уможливлює створення наукових засад вибору речовин для розробки нових матеріалів із необхідними для практичного застосування властивостями. Дисципліна є важливим елементом становлення фахівців у галузі хімії та науковців у цілому.

В результаті вивчення курсу студент повинен знати: основні кристалографічні поняття та закони, елементи симетрії та правила їх додавання, точкові групи, сингонії, кристалографічні проекції, правила установки кристалів, прості форми кристалів, елементи симетрії кристалічного простору, ґратки Браве, просторові групи симетрії, методи дослідження структури кристалів, снови рентгеноструктурного аналізу, основні поняття кристалохімїі, поняття структурного типу, тверді розчини, типи хімічного зв’язку в кристалах, принцип найщільнішої упаковки атомів, структури простих речовин-неметалів, структури металів, основи кристалохімії неорганічних сполук, основи кристалохімії органічних сполук, залежності властивостей кристалічних речовин від їх структури.

В результаті проведення лабораторних занять студент повинен вміти: визначати елементи симетрії кристалічних многогранників, встановлювати їх вид симетрії, сингонію та категорію, встановлювати прості форми та їх комбінації, вимірювати кути між гранями кристалу, будувати стереографічні проекції елементів симетрії та гномостереографічні проекції граней кристалу, індексувати рентгенограми простих речовин кубічної сингонії, встановлювати тип ґратки Браве, визначати параметри елементарної комірки, аналізувати кристалічні структури простих речовин і неорганічних сполук (визначати сингонію, тип ґратки Браве, символ Пірсона, координати атомів, міжатомні відстані та координаційні многогранники за моделлю), володіти міжнародною символікою.

У результаті успішного проходження курсу студент набуде загальні компетентності: здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу на основі логічних аргументів і перевірених фактів; здатність вчитися впродовж життя і оволодівати сучасними знаннями; гнучкість мислення; відкритість до застосування хімічних знань та вмінь в широкому діапазоні майбутніх місць роботи та в повсякденному житті; здатність здійснювати математичні розрахунки, оцінку та аналіз помилок, правильно використовувати одиниці та способи представлення даних; навички до представлення комплексних даних усно та письмово; здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел та спеціальні фахові компетентності: розуміння ключових хімічних понять, основних фактів, концепцій, принципів і теорій, що стосуються природничих наук та наук про життя і Землю, для забезпечення можливості в подальшому глибоко розуміти спеціалізовані області хімії; навички в практичному застосуванні теоретичних відомостей; здатність до використання спеціального програмного забезпечення та моделювання в хімії; вміння здійснювати кількісні вимірювання фізико-хімічних величин, вміння описувати, аналізувати і критично оцінювати експериментальні дані; здатність до опановування нових областей хімії шляхом самостійного навчання.

Передбачається також самостійне вивчення студентами окремих питань програми. Контроль знань здійснюється за модульно-рейтинговою системою, що передбачає оцінювання п’ятьох видів роботи (контрольна робота, лабораторна робота, тест, домашнє завдання, контрольне опитування) в балах. Результати навчання студентів оцінюються за 100-бальною шкалою. Курс “Кристалохімія” є одним модулем, оціненим у 100 балів. Студент, який отримав більше 50 балів, отримує залік.

Рекомендована література

Основна література:

  1. Р.Є. Гладишевський, Кристалохімія. Конспект лекцій (електронна версія), Навчальний портал хімічного факультету Львівського національного університету імені Івана Франка (2021).
  2. Л.Л. Шевченко, Кристалохімія, Вища школа, Київ (1993) – 174 с.
  3. R.E. Gladyshevskii, Methods to Determine Crystal Structures, Publishing Center of Ivan Franko National University of Lviv (2015) – 135 p.
  4. Р.Є. Гладишевський, С.Я. Пукас, Прикладна кристалохімія. Практикум, Діпіай, Львів (2016) – 100 с.
  5. Л.Л. Шевченко, Кристалохімія. Практикум, Вища школа, Київ (1981) – 136 с.
  6. Г.М. Попов, И.И. Шафрановский, Кристаллография, Высшая школа, Москва (1972) – 352 с.
  7. Г.Б. Бокий, Кристаллохимия, Наука, Москва (1971) – 400 с.
  8. Е. Парте, Елементи неорганічної структурної хімії, Світ, Львів (1993) – 104 с.

Інформаційні ресурси:

  1. P. Villars, K. Cenzual, Pearson’s Crystal Data – Crystal Structure Database for Inorganic Compounds, ASM International, Materials Park (OH) (2020).
  2. K. Brandenburg, Diamond – Crystal and Molecular Structure Visualization – Demonstration Version 3.2i, Crystal Impact, Bonn (2001).

Матеріали

Навчально-методичні матеріали курсу розміщено в системі дистанційного навчання Львівського національного університету імені Івана Франка (платформа Moodle).

Силабус:

Завантажити силабус