Profesorado

Marina González Mañas

Situación

Prerrequisitos

Asignaturas de nivelación

Contexto dentro de la titulación

Esta es la primera asignatura y única obligatoria en donde los alumnos
trabajan todos los conceptos y herramientas básicas que permiten describir el
estado sólido, la estructura de las moléculas y sus propiedades. Estos
conocimientos serán usados y/o desarrollados por los alumnos en otras
disciplinas a lo largo de su formación.

Recomendaciones

Se recomienda la asistencia continuada a las clases teóricas y prácticas por
dos razones fundamentalmente: 1º la cristalografía en sus aspectos geométricos
es una ciencia de conceptos sencillos pero formalmente compleja y el
autoaprendizaje es generalmente bastante costoso en tiempo  y en esfuerzo y 2º
el temario es secuencial : un tema determinado y los conceptos que le
acompañan requiere que el alumno comprenda y conozca todos los conceptos
explicados con anterioridad.

Competencias

Competencias transversales/genéricas

T1: Capacidad de análisis y síntesis.
T2: Capacidad de organización y planificación.
T3: Capacidad de gestión de la información.
T4: Resolución de problemas.
T5: Trabajo en equipo.
T6: Razonamiento crítico
T7: Compromiso ético
T8: Aprendizaje autónomo.
T9: Creatividad.
T10: Capacidad de aplicar los conocimientos a la práctica

Competencias específicas

• Cognitivas(Saber):

  C1: Caracteristicas de las teorías y herramientas empleadas para
  describir el estado sólido
  C2: Estudio y comprensión de la estructura de los elementos químicos
  y sus compuestos
  C3: Simetría en cristales y moléculas aplicados al estudio de sus
  propiedades
  
  

• Procedimentales/Instrumentales(Saber hacer):

  I1:  Capacidad para demostrar el conocimiento y comprensión de los
  hechos esenciales, conceptos, principios y teorías relacionadas con
  las áreas de la química
  I2: Resolución de problemas cualitativos y cuantitativos según
  modelos previamente desarrollados
  I3: Reconocer y analizar nuevos problemas y planear estrategias para
  solucionarlos
  I4: Evaluación, interpretación y síntesis de datos
  I5: Procesar y computar datos en relación con información y datos
  químicos
  I6: Interpretación de datos procedentes de observaciones y medidas
  de laboratorio en términos de su significa-ción y de las teorías que
  los sustentan
  
  

• Actitudinales:

  A1: Uso correcto del método de inducción
  A2: Capacidad para generar la visión espacial
  A3: Capacidad de abstracción
  A4: Capacidad de crítica y autocrítica
  A5: Capacidad para mostrar la vertiente lúdica de los objetos
  periódicos y simétricos
  A6: Generación de curiosidad e interés por el mundo que te rodea.
  
  

Objetivos

Conocer y reconocer un medio periódico. Identificar su periodicidad y saberla
clasificar.Indexar direcciones y planos. Conocimiento de las operaciones de
simetría puntual y reconocimiento de las mismas en objetos tales como moléculas
y poliedros cristalinos. Asignación a un grupo puntual. Conocimiento y
reconocimiento de las operaciones de simetría espacial en cristales. Asignación
a un sistema cristalino. Interpretar los datos derivados del grupo espacial y
posiciones atómicas para representar estructuras cristalinas, conocer
su estequiometría y calcular distancias y ángulos de enlace.

Programa

Programa Teórico.

Tema 1. Introducción al estado cristalino. Concepto de cristal y materia
cristalina.  Características macróscopicas de los cristales. Microestructura de
una sustancia cristalina. Ideas sobre orden-desorden. Tipos de ordenamiento.
Características estructurales de las diferentes fases de la materia condensada.
Concepto de mineral.

Bibliografía recomendada: 1, 2, 5 y 9.

Tema 2. Teoría reticular. Red real. Concepto de retículo cristalino.
Translaciones fundamentales. Celda fundamental y motivo. Filas y planos
reticulares. Redes planas. Red primitiva y red múltiple. Redes de Bravais.
Constantes reticulares y sistemas cristalinos. Red recíproca. Transformaciones
de ejes de referencia. Nociones de cálculo cristalográfico.

Bibliografía recomendada: 1, 2, 3, 7, 12, 13 y 14

Tema 3. Las proyecciones en cristalografía. Proyección esférica y proyección
estereográfica. Propiedades de la proyección estereográfica. Falsilla de Wulff.
Ejes y zonas cristalinos. Otras proyecciones.

Bibliografía recomendada: 2, 6 y 7.

Tema 4. Definición de simetría y operación de simetría. Transformaciones
isométricas básicas del espacio. Expresión analítica de las transformaciones
isométricas. Teoremas de simetría. Fundamentos de la teoría de grupos aplicados
a los grupos de simetría.

Bibliografía recomendada: 2, 3, 5, 11

Tema 5. Tipos de grupos de simetría y sus propiedades. Grupos
monodimensionales. Grupos bidimensionales. Grupos tridimensionales. Grupos
cristalográficos. Propiedades geométricas de los grupos de simetría.
Elementos de simetría. Polaridad. Sistemas de puntos regulares. Región
independiente. Enantiomorfismo.

Bibliografía recomendada:2, 5, 13 y 14.

Tema 6. Grupos de simetría puntual G30. Descripción y representación.
Derivación de los grupos puntuales. Clasificación de los grupos puntuales
cristalográficos en función de los sistemas cristalinos. Moléculas y simetría
puntual. Simetría puntual y propiedades físicas. Simetría de los grupos cenefa
G21, planos G22, barra G31 y grupos capa G32.

Bibliografía recomendada: 2, 3, 4, 5 6 y 8.

Tema 7. Grupos espaciales de simetría G33. Grupos de Bravais. Relaciones entre
grupos puntuales cristalográficos y grupos espaciales. Principios de derivación
de los grupos espaciales. Convenciones utilizadas en las Tablas
Internacionales. Sistemas de puntos regulares de los grupos espaciales.
Relación entre la fórmula química de un compuesto cristalino y su simetría
espacial: estructuras cristalinas.

Bibliografía recomendada: 2, 4, 5, 6, 8 y 14

Tema 8. Morfología cristalina. Concepto de forma y hábito cristalino.
Relaciones entre elementos reticulares y morfológicos del cristal. Leyes
básicas. Formas simples: su distribución en las clases de simetría. Forma
compuesta. Ley de zonas. Determinación de la clase de simetría. Agregados
cristalinos.

Bibliografía recomendada: 1, 2, 5 y 7.

Tema 9. La estructura de los cristales: principios generales. Coordinación y
estructuras de coordinación. Las reglas de Pauling. Estructuras con radicales
isla. Estructuras en cadena. Estructuras en hojas. Estructuras en armazón
tridimensionales. Los silicatos. Tipos morfológicos de las estructuras
moleculares.

Bibliografía recomendada: 1, 2, 7, 9,  10 y 15.

Programa Práctico.

1. Identificación de redes planas, celda unidad, motivo y coordenadas
fraccionarias. 2 Horas presenciales.

2. Indexación de direcciones, vectores translación y familias de planos
reticulares. 2 Horas presenciales.

3. Cálculo cristalográfico. 2 Horas presenciales.

4. Proyección estereográfica. 2 Horas presenciales.

5. Sistemas regulares de puntos asociados a elementos de simetría y a grupos.
Tablas de multiplicación. 2 Horas presenciales.

6. Grupos puntuales en moléculas y poliedros cristalinos. 2 Horas presenciales.

7. Simetría en grupos planos. 2 Horas presenciales.

8. Grupos espaciales. Manejo de Tablas Internacionales. Estructuras
cristalinas. Proyección. Coordinación. Cálculo de distancias y ángulos de
enlace.  Cálculo de densidad. 6 Horas presenciales.

Actividades

Resolución de problemas y actividades de aplicación directa de los conceptos de
clase y resolución de problemas y actividades en donde se necesita el uso de
recursos bibliográficos e informáticos

Metodología

Clases presenciales teóricas y prácticas con apoyo  en el aula virtual y con
evaluación continuada en base a ejercicios que los alumnos realizan después de
cada tema.

Distribución de horas de trabajo del alumno/a

Nº de Horas (indicar total): 162,1

• Clases Teóricas: 35  
• Clases Prácticas: 20  
• Exposiciones y Seminarios:  
• Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
  • Colectivas: 6  
  • Individules:  
• Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
  • Con presencia del profesorado: 6  
  • Sin presencia del profesorado: 3  
• Otro Trabajo Personal Autónomo:
  • Horas de estudio: 62,1  
  • Preparación de Trabajo Personal: 30  
  • ...
     
• Realización de Exámenes:
  • Examen escrito: 4  
  • Exámenes orales (control del Trabajo Personal):  

Técnicas Docentes

Controles de auto-evaluación mediante el aula virtual

Criterios y Sistemas de Evaluación

EXÁMEN TEÓRICO (70% NOTA FINAL) Y EXAMEN PRACTICO MÁS ACTIVIDADES DIRIGIDAS
(30% NOTA FINAL).
Dos pruebas cortas de carácter voluntario que
contribuyen en un 25% a la nota teórica solo en el caso de que la media sea
superior a la obtenida en el examen teórico.

Recursos Bibliográficos

Bibliografía Fundamental:

1.- Amorós, J.L. El cristal. 4ª edición ampliada. Atlas (1990)
2.- Borchardt-Ott, W. Crystallography. Springer-Verlag (1993).
3.- Galí Medina, S. Cristalografía, Teoría reticular, grupos puntuales y grupos
espaciales. PPU Barcelona (1992)
4.- Ladd, M.F.C. Symmetry in molecules and Crystals. Ellis Horwood Ltd. (1992).
5.- Vainsthein, K. Modern Crystallography. Vol. I. 2ª edi. Symmetry of
Crystals. Methods of structural Crystallography. Springer-Verlag (1994).

Bibliografia Complementaria

6.- Amigo, J.M.; Brianso, J.; Brianso, M.C.; Coy, R. y Solans, J.
Cristalografía. Rueda (1981).
7.- Bloss, D. Crystallography and Cristal Chemistry. Holt, Rinehart and Wiston,
Inc (1971).
8.- Buerger, J.J. Introduction to crystal geometry. Mc Graw-Hill (1971).
9.- Klein, C. and Hurlbut, C.S. Manual de mineralogía. 4ª edición. Reverté S.A.
(1997).
10.- Putnis, A. and McConnell, J.D.C. Principles of mineral behaviour.
Goescience test Vol. 1. Blacwell Scientific Publications (1980).
11.- Sands, D.E. Introducción a la cristalografía. Reverté (1988).
12.- Sands, D.E. Vectors and  tensors in crystallography. Addison-Wesley
Publishing Co. (1982).
13.- Steadman, R. Crystallography. Van Nostrand Reinhold (1982).
14.- Theo, H. Brief teaching edition of volume A of the International Tables
for Crystallography. Space group symmetry. Kluber Academic Press (1993).
15.- Vainsthein, K. Modern Crystallography. Vol. II. 2ª edi. Structure of
crystals. Springer-Verlag (1994.