Аннотация программы учебной дисциплины «Кристаллохимия»

1. Цели и задачи дисциплины

Познакомить студента с идеями и методами кристаллохимии, составляющими основу знания о внутренней структуре твердых тел и ее влиянии на их свойства. Задачи дисциплины – раскрыть основные понятия и методы дисциплины, научиться применять их для решения конкретных практических задач.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

способностью определять и анализировать проблемы, планировать стратегию их решения (ОК-14);

использованием основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применением методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-4);

умением применять основные законы химии при обсуждении полученных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных (ПК-12);

владением основами знаний в области структуры и свойств конденсированного состояния вещества (ПКД-9).

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: теорию строения кристаллов и частично упорядоченных конденсированных фаз и схему классификации кристаллических структур в основных классах химических соединений; принципы применения дифракционных методов исследования кристаллических структур и использования информации, получаемой этими методами.

уметь: использовать данные по атомному строению кристаллов для изучения физических и химических свойств кристаллических веществ и пояснить физические основы такой связи.

владеть: осознанным использованием структурных данных (в том числе, банков этих данных) в химическом исследовании.

3. Содержание дисциплины. Основные разделы

Введение. Понятия симметрии, кристаллического, аморфного вещества, мезофаз. Симметрия кристаллов: операции и элементы симметрии, методы проецирования кристаллов, основные положения теории групп, взаимодействия симметричных операций. Обозначения групп симметрии по А. Шенфлису, кристаллографические системы, международные обозначения классов симметрии. Символы граней и ребер кристаллов. Закон Гаюи, закон Вейсса. Простые формы кристаллов. Рост кристаллов. Механизмы роста кристаллов, структурные дефекты в кристаллах, морфологические особенности реальных кристаллов. Методы выращивания кристаллов.

Симметрия кристаллических структур: пространственная решетка, ячейки Браве, трансляционные элементы симметрии, пространственные группы симметрии. Координационное число, координационный полиэдр, число формульных единиц, описание кристаллической структуры. Типы химических связей в кристаллах и классификация кристаллических структур на основе локализованных в них типов химической связи. Плотнейшие шаровые упаковки в кристаллах. Изоструктурность, изотипия, гетеротипия. кристаллохимические радиусы. Морфотропия, полиморфизм, изоморфизм. Основы кристаллохимии силикатов. Основы структуры мезофаз.

Физические свойства минералов: скалярные, векторные, тензорные. Обзор методов исследования внутреннего строения кристаллов.