Prowadzący przedmiot

Dr hab. inż. Włodzimierz Mozgawa

Dr Bartosz Handke

Osoby prowadzące zajęcia pomocnicze

Dr hab. Inż. Włodzimierz Mozgawa

Dr Bartosz Handke

Kod
Nazwa przedmiotu

C8

Metody Badań Strukturalnych

Rodzaj przedmiotu

obowiązkowy

Kierunek / stopień studiów

Technologia Chemiczna

studia I-go stopnia

Semestr studiów, rodzaje zajęć, liczby godzin, liczba punktów kredytowych

Semestr - VI, łącznie godzin - 45: wykład - 15, laboratorium -30, ECTS-4

Adres strony internetowej przedmiotu

W przygotowaniu

Forma nauczania

tradycyjna

Cel przedmiotu

Efekty kształcenia:

Znajomość fundamentalnych praw fizyki i chemii wykorzystywanych w badaniach strukturalnych. Opanowanie teoretycznych podstaw technik dyfrakcyjnych i spektroskopowych do badań uporządkowania dalekiego jak i bliskiego zasięgu. Zaznajomienie się w praktyce z budową oraz działaniem aparatury pomiarowej jak i analizą wyników eksperymentalnych dla proszkowej dyfrakcji rentgenowskiej, spektroskopii oscylacyjnej w podczerwieni i spektroskopii światła widzialnego
i nadfioletowego.

Tytuły wykładów

  1. Pojęcie struktury oraz uporządkowania bliskiego i dalekiego zasięgu.

  2. Oddziaływanie fali elektromagnetycznej z materią.

  3. Podział i klasyfikacja metod badań strukturalnych.

  4. Podstawy teoretyczne metod dyfrakcyjnych.

  5. Rentgenografia proszkowa.

  6. Rentgenografia monokryształów, powłok i cienkich filmów.

  7. Neutronowe i elektronowe metody dyfrakcyjne.

  8. Rodzaje metod spektroskopowych.

  9. Podstawy teoretyczne spektroskopii oscylacyjnej.

  10. Absorpcyjna spektroskopia w podczerwieni

  11. Spektroskopia efektu Ramana

  12. Wprowadzenie do spektroskopii rezonansów magnetycznych.

  13. Magnetyczny rezonans jądrowy i jądrowy rezonans kwadrupolowy

  14. Elektronowy rezonans paramagnetyczny EPR.

  15. Spektroskopia mössbauerowska.

Tytuły i treści pozostałych zajęć - laboratorium

Laboratorium

W ramach ćwiczeń laboratoryjnych studenci zapoznają się praktycznie ze sposobami przygotowania próbek, wykonaniem pomiaru oraz analizą wyników pomiarowych dla wybranych metod badań strukturalnych: proszkowej dyfrakcja rentgenowskiej (DSH), spektroskopia fourierowska
w poczerwieni (FTIR), spektroskopia efektu Ramana (FTRaman) oraz spektroskopia absorpcyjna UV-Vis.

Streszczenie przedmiotu

Po wprowadzeniu dotyczącym opisu oddziaływań fali elektromagnetycznej z ciałem stałym zostaną omówione podstawy teoretyczne wykorzystania tych oddziaływań do badań strukturalnych. Najogólniej metody badań strukturalnych można podzielić na te, które dostarczają informacji o uporządkowaniu dalekiego zasięgu (np. metody dyfrakcyjne) oraz metody spektroskopowe przede wszystkim „czułe” na uporządkowanie bliskiego zasięgu. Jako przykłady metod dyfrakcyjnych omówione zostaną: dyfrakcja rentgenowska (XRD), dyfrakcja elektronowa i bardzo skrótowo dyfrakcja neutronowa. Specjalny nacisk zostanie położony na różne metody pomiarowe dyfrakcji rentgenowskiej: proszkowa (DSH), obracanego kryształu (przy zastosowaniu goniometru czterokołowego), nisko kątowa (GID). Dla każdej
z tych metod podane zostaną jej zasady, instrumentacja i obszary jej zastosowań. Spośród bardzo wielu różnych metod spektroskopowych szerzej zostaną omówione te spośród nich, które są najczęściej stosowane w badaniach struktur ciał stałych: spektroskopia oscylacyjna (FTIR, Raman), spektroskopia absorpcyjna w zakresie UV-Vis oraz spektroskopia rezonansu magnetycznego dla ciał stałych (MAS-NMR). W skrócie przedstawione zostaną także inne metody spektroskopowe takie jak: elektronowy rezonans paramagnetyczny (EPR) czy spektroskopia mössbauerowska.

Bibliografia

  1. Z. Trzaska Durski i H. Trzaska Durska, „Podstawy krystalografii strukturalnej i rentgenowskiej”, PWN

  2. J. Chojnacki ''Elementy krystalografii chemicznej i fizycznej'', PWN

  3. Z. Kęcki, „Podstawy spektroskopii molekularnej”, PWN

  4. A. Bolewski, W. Żabiński (red) „Metody badań minerałów i skał”, Wyd. Geologiczne

  5. A. Oleś, „Metody doświadczalne fizyki ciała stałego”, Wyd. Naukowo-Techniczne

Warunki uczestnictwa w przedmiocie

Udział w zajęciach laboratoryjnych, w wykładach

Forma zaliczenia przedmiotu

e (zaliczenie sprawozdania z zajęć laboratoryjnych oraz pozytywna ocena z kolokwium końcowego)

Zasada wystawiania oceny końcowej

Wymagania prowadzącego

Słowa kluczowe

Dyfrakcja, spektroskopia, uporządkowanie bliskiego
i dalekiego zasięgu, rentgenografia, neutronografia, spektroskopia oscylacyjna, magnetyczny rezonans jądrowy, spektroskopia mössbauerowska

ECTS - Arkusz przedmiotu