INTRODUCCIÓN: La Cristalografía es la ciencia de la materia en estado cristalino que se clasifica en Cristalografía geométrica, Cristalografía química o Cristaloquímica y Cristalografía física o Cristalofísica, según que estudie a la materia cristalina desde un punto de vista geométrico, químico o físico.
Es aconsejable para poder cursar otras asignaturas del Área de Cristalografía y Mineralogía, como la Introducción a la Mineralogía y Petrología, asignatura básica de 1er curso; Mineralogía, fundamental de 2º curso; o la Gemología, asignatura optativa.

CONOCIMIENTOS PREVIOS:

  • Conocimientos básicos de Matemáticas, Química y Física (incluidos en el apartado Perfil de ingreso de la memoria de verificación).

RECOMENDACIONES:

  • Comprensión de textos científicos en castellano y en inglés.

CONTENIDOS

Los contenidos teóricos se presentan divididos en 18 temas y éstos en capítulos o secciones. Cada uno de los capítulos o secciones se encuentra en una página web, a la que se puede acceder haciendo clic sobre el título correspondiente de la página web que contiene el índice, al que se accede desde Entrada a los temas de Cristalografía del apartado Contenidos en línea de Cristalografía o desde el índice del instalable una vez instalado en el PC o portátil del alumno.

Estos capítulos o secciones se encuentran también en formato pdf para descargar.

TEMA 1.- INTRODUCCIÓN A LA CRISTALOGRAFÍA

Cristalografía. Concepto de cristal.

TEMA 2.- PERIODICIDAD, REDES CRISTALINAS, SÍMBOLOS Y NOTACIONES

Red cristalina. Celda elemental. Elementos de la red. Notaciones. Espaciado reticular. Densidad reticular. Red recíproca.

TEMA 3.- SIMETRÍA

Simetría contenida en las redes. Concepto de simetría. Operaciones de simetría. Elementos de simetría.

TEMA 4.- SIMETRÍA PUNTUAL

Grupos puntuales y clases cristalinas. Sistemas cristalinos. Formas cristalinas.

TEMA 5.- SIMETRÍA ESPACIAL

Grupos espaciales. Posiciones equivalentes generales y especiales. Multiplicidad

TEMA 6.- ESTRUCTURAS CRISTALINAS.

Empaquetados compactos. Coordinación.

TEMA 7.- MODELOS ESTRUCTURALES BÁSICOS

Modelos estructurales básicos. Estructuras cúbicas compactas y hexagonal compacta. Estructuras derivadas. Estructuras de los silicatos.

TEMA 8.- DEFECTOS

Cristal real. Defectos. Isomorfismo

TEMA 9.- POLIMORFISMO

Polimorfismo y transformaciones polimórficas. Transformaciones orden-desorden.

TEMA 10.- SIMETRÍA Y PROPIEDADES FÍSICAS

Relación entre simetría y propiedades físicas. Ley de Curie. Isotropía y anisotropía. Superficies de representación.

TEMA11.- INTERACCIÓN DE LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS CON LOS CRISTALES.

Propiedades ópticas. Cristales isótropos. Cristales anisótropos.

TEMA 12.- EL MICROSCOPIO DE POLARIZACIÓN

12.1 Microscopio de polarización. Preparación de muestras.

TEMA 13.- PROPIEDADES ÓPTICAS DE LOS CRISTALES TRANSPARENTES.

Estudio sistemático con el microscopio de polarización.

TEMA 14.- PROPIEDADES ÓPTICAS DE LOS CRISTALES OPACOS.

Estudio sistemático con el microscopio de polarización.

TEMA 15.- PROPIEDADES ELÉCTRICAS

Piroelectricidad. Piezoelectricidad.

TEMA 16.- PROPIEDADES MAGNÉTICAS

Tipos de materiales cristalinos según las propiedades magnéticas.

TEMA17.- PROPIEDADES MECÁNICAS Y ELÁSTICAS

Propiedades mecánicas. Exfoliación. Propiedades elásticas. Deformación homogénea. Dilatación o expansión térmica y compresibilidad.

TEMA 18.- LOS CRISTALES Y LOS RAYOS X.

Introducción. Teoría de la difracción de rayos X. Intensidad de los rayos X. Simetría de los efectos de difracción. Métodos de difracción de rayos X.

Los enunciados de las tareas a realizar se encuentra en una página web, a la que se puede acceder haciendo clic sobre el título correspondiente de la página web que contiene el índice de las prácticas :

  • Redes; filas y planos reticulares; notaciones. Consta de 2 sesiones.

  • Simetría puntual y formas cristalinas. Consta de 4 sesiones. En la primera sesión se trata de trabajar con las operaciones de simetría sin traslación existentes en una red cristalina, a partir de dibujos periódicos en dos dimensiones. En las otras tres sesiones los alumnos trabajan con modelos de minerales en papel o en madera.

  • Simetría espacial. Consta de 2 sesiones. En la primera los alumnos trabajan con las operaciones de simetría con traslación existentes en una red cristalina, a partir de dibujos periódicos en dos dimensiones y en tres cuando se les indica la coordenada de la tercera. En la segunda trabajan con simetría espacial, posiciones equivalentes, proyección de estructuras cristalinas.

  • Estructuras cristalinas. Consta de 2 sesiones, una con modelos estructurales de bolas y alambres y otra con el programa de ordenador Crystallographica.

  • Obtención de la fórmula estructural y representación en diagramas composicionales.

  • Propiedades ópticas. Consta de 4 sesiones, en las que se aprende el manejo de las partes del microscopio y las propiedades que pueden observarse en disposición ortoscópica y conoscópica del microscopio de polarización por transmisión con luz polariza y polarizadores cruzados.

  • También se presentan enunciados de una serie de ejercicios para reforzar los conceptos más importantes de la materia. El enunciado de la tarea a realizar en cada sesión se encuentra en una página web, a la que se puede acceder haciendo clic sobre el título correspondiente de la página web que contiene el índice de las prácticas del bloque

Estos enunciados se encuentran también disponibles en formato pdf para descargar.

OBJETIVOS

  1. Adquirir conocimientos teóricos básicos sobre los contenidos de la Cristalografía en orden de antecedente y consecuente: Los principios básicos de la Cristalografía: Definición de cristal y estado cristalino y mineral. Propiedades de la materia en estado cristalino.

  2. Manejar el lenguaje propio de la Cristalografía y la información en la forma que se proporciona en la bibliografía.

  3. Conocer los cristales desde un punto de vista:

  • geométrico: concepto de red, elementos de red, s ímbolos y notaciones, simetría

  • químico: estructura cristalina, enlace en las estructuras cristalinas,  tipos de cristales, empaquetados, coordinación, posición de los átomos, estabilidad y equilibrio, defectos, isomorfismo, polimorfismo

  • físico: propiedades direccionales - ópticas, eléctricas, magnéticas, mecánicas y adireccionales -peso específico, calor específico -, difracción de rayos X.

  1. Diferenciar los conceptos de cristal ideal y cristal real.

  2. Conocer tipos estructurales básicos: estructuras de minerales no silicatos, estructuras de minerales silicatos

  3. Relacionar la simetría con la estructura cristalina (disposición ordenada y periódica de los átomos en el espacio de tres dimensiones).

  4. Reforzar los contenidos de la materia mediante la realización de prácticas de gabinete y adquirir determinadas habilidades y capacidades:

  • describir un material en estado cristalino (mineral) mediante una red, su simetría y su estructura cristalina,

  • interpretar un diagrama de fases,

  • manejar un microscopio de polarización por transmisión

  • reconocer las propiedades ópticas de los materiales cristalinos.

METODOLOGÍA

Las actividades presenciales se estructuran en clases expositivas, clases prácticas y tutorías grupales. Como apoyo a dichas actividades los alumnos disponen de material docente, aplicaciones, wiki, foro, enunciados de tareas y prácticas, etc. en el Campus Virtual.

En las clases expositivas de teoría el profesor expondrá de forma clara y concisa los conceptos teóricos que permitan al alumno abordar el estudio y compresión de cada bloque. Las clases serán de 50 minutos y seguirán el calendario aprobado por la Facultad. Como apoyo se utilizarán los medios audiovisuales y TICs adecuados a cada tema. Además, los alumnos realizarán un cuestionario evaluable al finalizar cada tema del bloque con preguntas de diferente tipo.

Las clases prácticas tendrán como objetivo la aplicación directa de los conocimientos adquiridos así como de la adquisición de determinadas habilidades. Las clases serán de dos horas y seguirán el calendario aprobado por la Facultad. Previamente a la clase los estudiantes dispondrán del enunciado y pautas, así como de los objetivos de la práctica.

Dentro de las actividades no presenciales se consideran dos. Una corresponde a las del estudio por parte del alumno de aquellos contenidos del bloque que le permitan alcanzar los objetivos especificados. La otra son tareas planificadas por el profesor de actividades determinadas relacionadas con los contenidos del bloque. Permitirán al estudiante reforzar los conocimientos y habilidades y destrezas adquiridas y desarrollar otras transversales como: búsqueda de información, capacidad de síntesis, de relación y comparación, etc.

 

 

TRABAJO PRESENCIAL

 

 

Temas

Horas totales

Clase Expos.

Práct. lab.

Tut. grup.

Eval.

Total

Trabajo aut.

Total

1.- INTRODUCCIÓN A LA CRISTALOGRAFÍA

3

2

 

 

 

2

1

1

2.- PERIODICIDAD, REDES CRISTALINAS, SÍMBOLOS Y NOTACIONES

11

3

4

 

 

7

4

4

3.- SIMETRÍA

7

2

2

 

 

4

3

3

4.- SIMETRÍA PUNTUAL

17

3

10

 

 

13

4

4

5.- SIMETRÍA ESPACIAL

9

2

4

 

 

6

3

3

6.- ESTRUCTURAS CRISTALINAS

6

2

2

 

 

4

2

2

7.- MODELOS ESTRUCTURALES BÁSICOS

4

1

2

 

 

3

1

1

8.- DEFECTOS

6

2

 

2

 

4

2

2

9.- POLIMORFISMO

4

1

 

 

 

1

1

1

10.- SIMETRÍA Y PROPIEDADES FÍSICAS

2

1

 

 

 

1

1

1

11.- INTERACCIÓN DE LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS CON LOS CRISTALES.

4

2

 

 

 

2

2

2

12.- EL MICROSCOPIO DE POLARIZACIÓN

2

0,5

1

 

 

1,5

0,5

0,5

13.- PROPIEDADES ÓPTICAS DE LOS CRISTALES TRANSPARENTES

6

0,5

5

 

 

5,5

0,5

0,5

14.- PROPIEDADES ÓPTICAS DE LOS CRISTALES OPACOS.

3

1

 

 

 

1

2,00

2,00

15.- PROPIEDADES ELÉCTRICAS

0,66

0,33

 

 

 

0,33

0,33

0,33

16.- PROPIEDADES MAGNÉTICAS

0,66

0,33

 

 

 

0,33

0,33

0,33

17.- PROPIEDADES MECÁNICAS Y ELÁSTICAS

0,68

0,34

 

 

 

0,34

0,34

0,34

18.- LOS CRISTALES Y LOS RAYOS X.

4

2

 

 

 

2

2

2

 

 

 

 

 

2

2

 

 

Total

90

26

30

2

2

60

30

30

EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE DE LOS ESTUDIANTES

Las tareas, cuestionarios y/o exámenes de cada bloque podrán repetirse al menos una vez en caso de no haberlas superado la primera vez que se realicen. Cuando alguna de ellas no haya sido realizada ni en primera ni en segunda instancia se considerará calificada con un cero. Las tareas grupales no se repetirán y las correspondientes a las prácticas de microscopio tampoco.

Cada bloque se considera aprobado con una calificación igual o superior a 5. En cada bloque las tareas, los cuestionarios y/o exámenes tendrán, respectivamente, una puntuación máxima de 5 puntos, haciendo una calificación máxima total para el bloque de 10 puntos.

El peso en la calificación final de cada bloque será de un 1/3. Cuando tres o más de las tareas, cuestionarios y exámenes de cada bloque no hayan sido superados ni en primera ni en segunda instancia se considerará suspenso ese bloque.

La calificación final será la suma de cada una de las partes cuando estén superadas.

Se mantendrá la calificación de la(s) parte(s) aprobada(s) hasta iniciar el nuevo curso.

Los estudiantes que no realicen la evaluación continuada tendrán un examen final que constará de dos partes, una de teoría y otra de prácticas. Cada parte,  con el mismo valor, se calificará sobre 10 y se considerará la asignatura superada cuando la calificación promedio sea igual o superior a 5.

RECURSOS

BIBLIOGRAFÍA

  • AMORÓS, J.L. (1990). El Cristal. Morfología, estructura y propiedades físicas. 4 ed. ampliada. Ed. Atlas, Madrid. La 3ª edición, de 1982, se tituló "El Cristal: una introducción al estado sólido".

  • BLOSS, F. D. (1971). Crystallography and Crystal Chemistry: An Introduction. Holt, Rinehart and Winston, New York. Existe una edicion de 1994 por la Mineralogical Society of America.

  • BLOSS, F. D. (1961). An introduction to the methods of Optical Crystallography. Holt, Rinehart and Winston, New York. Traducido al español por Omega, Barcelona, 1ª ed. 1970, 5ª edición en el año 1994.

  • KLEIN, C & HULBURT, C.S. Jr. (1977-1985-1993). Manual of Mineralogy (after J.D. Dana). 19-20-21 edition. John Wiley & Sons, New York. La edición de 1977 fue traducida por editorial Reverté, Barcelona, que en 1984 publicó su tercera edición en español.

  • NESSE W.D. (2000) “Introduction to Mineralogy” Oxford University Press, New York.

  • STOIBER, R.E. & MORSE, S.A (1994). Crystal Identification with the Polarizing Microscope. Chapman & Hall, New York.

Además, se aportan los contenidos de la asignatura en el Campus virtual de la Universidad. En ellos se relacionan otras direcciones web concernientes a contenidos específicos, bases de datos, aplicaciones, etc.

SOFTWARE

  • Programas básicos de edición de textos, hoja de cálculo, etc. y específicos para tratamientos cristalográficos, así como aplicaciones informáticas específicas para realizar ejercicios cristalográficos.

INSTRUMENTOS O APARATOS DE LABORATORIO, ETC.

  • Ordenadores.

  • Microscopios (de polarización) de transmisión y reflexión.

  • Fotocopias e impresiones, fotos digitales de motivos periódicos, etc.

  • Preparaciones de materiales cristalinos (minerales) en láminas delgadas

  • Modelos en madera de sólidos con hábito cristalino.

  • Modelos de bolas y alambres de los tipos estructurales básicos.

Última modificación: jueves, 5 de agosto de 2010, 10:30