Krystalografia Semestr I (2°)

Stan na dzień 22 lutego 2012. Najbardziej aktualne regulaminy dostępne są na stronie www.kchn.pg.gda.pl.
1/ 4
Chemia
Krystalografia
Semestr I (2°)
Osoba odpowiedzialna za przedmiot: dr hab. inż. Jarosław Chojnacki.

Stan na dzień 22 lutego 2012. Najbardziej aktualne regulaminy dostępne są na stronie www.kchn.pg.gda.pl.
2/ 4
Wykład
Program
Krystalografia geometryczna
• Podstawowe pojęcia: Kryształ, komórka elementarna, układ krystalograficzny, współrzędne atomów,
symbole prostych sieciowych, wskaźniki płaszczyzn i ścian w krysztale.
• Symetria punktowa: Izometria, grupy symetrii punktowej, klasy krystalograficzne, symbolika grup.
• Symetria struktury kryształu. Sieci Bravais. Grupy przestrzenne i ich symbolika: Połączenie
translacji z operacjami symetrii punktowej. Symbole grup przestrzennych Hermanna-Mauguin'a pełne
i skrócone. Macierzowy zapis operacji symetrii.
• Graficzna prezentacja symetrii grup przestrzennych na podstawie symbolu, Tablice
Krystalograficzne: Symbolika elementów symetrii w grupach przestrzennych, posługiwanie się
diagramami zawartymi w Tablicach Międzynarodowej Unii Krystalograficznej (IUCr).
Krystalografia rentgenowska
• Zjawisko dyfrakcji: Dyfrakcja promieni rentgenowskich, dyfrakcja neutronów, źródła promieniowania
X, sieć odwrotna, klasy Lauego, sfera Ewalda. Budowa dyfraktometru czterokołowego.
• Dyfrakcja na monokryształach. Analiza dyfraktogramów: Wyznaczanie klasy Lauego, typu komórki
Bravais i parametrów sieci na podstawie warstwic hk0 i hk1.
• Wyznaczanie grupy przestrzennej oraz konfiguracji absolutnej metodą rentgenografii
monokryształów: Wygaszenia systematyczne i ich powiązanie z elementami symetrii kryształu. Prawo
Friedla i wykorzystanie odstępstw od niego przy wyznaczaniu konfiguracji absolutnej.
Krystalochemia i fizyka kryształów
• Opis typowych struktur: Struktura pierwiastków. Struktura związków o składzie AB, AB 2 i AB 3.
• Otrzymywanie monokryształów: Krystalizacja ze stopu, z fazy gazowej, krystalizacja z roztworów.
Czynniki wpływające na proces krystalizacji.
• Analiza wyników rentgenowskiej analizy strukturalnej i sposób ich prezentacji: Opis geometrii
cząsteczek: długości wiązań, kąty walencyjne i torsyjne, kąty dwuścienne, kontakty międzycząsteczkowe
i wiązania wodorowe, elipsoidy termiczne. Interpretacja parametrów pomiarowych oraz wskaźników
jakości rozwiązania.
• Właściwości fizyczne kryształów a ich symetria: Grupy graniczne. Właściwości optyczne,
piroelektryczność i piezoelektryczność.
Prezentacje do wykładu
• Wykład 1: Pojęcia podstawowe. Kryształ. Układy krystalograficzne. Wskaźnikowanie.
• Wykład 2: Symetria brył skończonych. Grupy symetrii punktowej.
• Wykład 3: Symetria sieci translacyjnej. Grupy przestrzenne.
• Wykład 4: Symbolika grup przestrzennych. Tablice Krystalograficzne.
• Wykład 5: Znaczenie znajomości grupy przestrzennej.
• Wykład 6: Zjawisko dyfrakcji. Sieć odwrotna. Sfera Ewalda.
• Wykład 7: Dyfrakcja na monokryształach. Analiza dyfraktogramów.
• Wykład 8: Budowa dyfraktometru czterokołowego. Przebieg pomiaru dyfraktometrycznego.
• Wykład 9: Wyznaczanie grupy przestrzennej na podstawie pomiarów dyfrakcyjnych.
• Wykład 10: Zarys teorii rozwiązywania struktur.
• Wykład 11: Typowe struktury pierwiastków i związków.
• Wykład 12: Otrzymywanie kryształów.
• Wykład 13: Analiza wyników analizy strukturalnej i sposób ich prezentacji.
• Wykład 14: Symetria a właściwości fizyczne kryształów.

Stan na dzień 22 lutego 2012. Najbardziej aktualne regulaminy dostępne są na stronie www.kchn.pg.gda.pl.
3/ 4
Literatura
• Z. Kosturkiewicz: Metody krystalografii. Wydawnictwo UAM 2000
• Z. Bojarski, M. Gigla, K. Stróż, M. Surowiec: Krystalografia. Podręcznik wspomagany komputerowo. PWN
1996
• Z. Trzaska-Durski, H. Trzaska-Durska: Podstawy krystalografii strukturalnej i rentgenowskiej. PWN 1994
• Muzeum Geologiczne Wydziału Nauk Geograficznych UŁ: Kryształy w przyrodzie i technice. Wydawnictwo
UŁ 2005
• P. Luger: Rentgenografia strukturalna monokryształów. PWN 1989

Stan na dzień 22 lutego 2012. Najbardziej aktualne regulaminy dostępne są na stronie www.kchn.pg.gda.pl.
4/ 4
Laboratorium
Program
• Ćwiczenie 1: Wyznaczanie gęstości kryształów. Stechiometria w komórce elementarnej.
• Ćwiczenie 2: Wskaźnikowanie płaszczyzn. Obliczenia w ukośnokątnych układach współrzędnych.
• Ćwiczenie 3: Grupy punktowe. Tabela działań w grupie. Przypisywanie grupy punktowej zadanym
obiektom.
• Ćwiczenie 4: Grupy przestrzenne i ich międzynarodowe symbole. Symbole H-M pełne i skrócone.
• Ćwiczenie 5: Wpływ warunków na wzrost kryształów. Krystalizacja z żelu. Opis morfologii kryształów.
• Ćwiczenie 6: Krystalizacja przez sublimację. Hodowla monokryształów ze stopu.
• Ćwiczenie 7: Proces krystalizacji. Roztwór nasycony i przesycony. Zarodkowanie.
• Ćwiczenie 8: Właściwości optyczne monokryształów, wykorzystanie mikroskopu polaryzacyjnego.
• Ćwiczenie 9: Równanie Braggów. Dyfrakcja światła laserowego na tkaninach oraz promieni X na
krysztale.
• Ćwiczenie 10: Określanie sieci Bravais, klasy Lauego i grupy przestrzennej na podstawie warstwic hk0 i
hk1.
• Ćwiczenie 11: Pokaz pomiaru dyfrakcyjnego na dyfraktometrze czterokołowym z detektorem CCD.
• Ćwiczenie 12: Opis struktury na podstawie pliku CIF przy wykorzystaniu programów komputerowych
i tablic.
Materiały pomocnicze
Struktury związków w formacie CIF, można je oglądać tekstowo lub w programie Mercury:
• PbI 2
• BaCrO 4
• PbCrO 4
• KClO 4
• NH 4ClO 4
• SrC 2O 4
• MgNH 4PO 4·6H 2O
Dane strukturalne (PDF):
• siarka
• bezwodnik ftalowy
Techniki krystalizacji:
• Krystalizacja z żelu
• Krystalizacja ze stopu, sublimacja
• Krystalizacja z rozpuszczalnika organicznego
Pozostałe:
• Materiały do analizy wygaszeń systematycznych
• Przypisywanie grupy punktowej obiektom (materiały UW)
• Program ilustrujący zasadę działania algorytmu charge flipping