9360-0180/02 – Chemie pevných látek (CHPL)

Garantující katedraCentrum nanotechnologiíKredity3
Garant předmětudoc. Ing. Jonáš Tokarský, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Jonáš Tokarský, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
TOK006 doc. Ing. Jonáš Tokarský, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+1

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student bude schopen: klasifikovat a charakterizovat pevné látky na základě jejich vazeb, struktury a vlastností, klasifikovat typy poruch v pevných látkách a diskutovat elastickou a plastickou deformaci, demonstrovat vhodné druhy pevných látek pro specifické aplikace v nanotechnologiích, diskutovat a interpretovat RTG difraktogram pevné látky, klasifikovat základní a složené prvky symetrie slučitelné s translační periodicitou a demonstrovat je na strukturách pevných látek, charakterizovat základní pojmy z oblasti nukleace a fázových přechodů, klasifikovat a demonstrovat základní typy reakcí v pevné fázi.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Tento předmět seznamuje studenta se základními kapitolami chemie pevné fáze. Na základě předešlých znalostí z chemie, fyziky a matematiky dále prohlubuje vědomosti studenta v oblasti struktury a vlastností krystalických i amorfních pevných látek. Mimo klasifikaci látek je důraz kladen především na osvojení znalostí potřebných v materiálovém výzkumu. Proto jsou pro v rámci předmětu demonstrovány specifické aplikace pevných látek v nanotechnologiích a předmět je doplněn nejen příklady a ukázkami ze současné odborné literatury, ale rovněž z vědecké praxe.

Povinná literatura:

1. MOORE, W. J. Physical Chemistry. 4th ed. London: Longmans, 1963, 884 p. 2. WEST, A. R. Solid state chemistry and its applications. 2nd ed. Chichester: Wiley, 2014, 556 p. ISBN 978-1-119-94294-8. 3. SMART, L. and E. A. MOORE. Solid state chemistry: an introduction. London: Chapman & Hall, 1992, 292 p. ISBN 0-412-40040-5.

Doporučená literatura:

1. CHEETHAM, A. K. and P. DAY. Solid state chemistry: compounds. 1st ed. Oxford: Clarendon Press, 1992, 306 p. ISBN 0-19-855166-5.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Kombinovaná ústní a písemná forma. Studijní výsledky jsou ověřovány průběžně v rámci cvičení na základě vypracování samostatných úkolů - praktických příkladů z probírané tematiky. Na konci semestru studenti podstupují zápočtový test (max. 40 bodů, požadované minimum 20 bodů). Následuje ústní zkouška (max. 60 bodů, požadované minimum 31 bodů).

E-learning

Další požadavky na studenta

Kromě účasti na cvičení je v průběhu semestru požadováno vypracování dvou samostatných úkolů - praktických příkladů z probírané tematiky.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Opakování problematiky chemické vazby a elektronegativity, charakteristika pevné fáze, základní rozdělení pevných látek a rozdělení krystalů, krystalová mříž a mřížové parametry. 2. Iontové krystaly, jejich struktura a vlastnosti. V rámci této problematiky bude věnována pozornost mřížkové energii, Bornovu-Haberovu cyklu a Madelungově konstantě. 3. Kovalentní krystaly, jejich struktura a vlastnosti, přechod mezi iontovými a kovalentními vazbami. Kovové krystaly, jejich struktura a vlastnosti. 4. Lennard-Jonesovův potenciál a vodíková vazba, van der Waalsovy krystaly a krystaly na bázi vodíkových můstků. Budou vysvětleny homodesmické a heterodesmické struktury, polymorfie. 5. Po úvodní definici a rozdělení poruch krystalové struktury, bude věnována pozornost bodovým poruchám, a to včetně příkladů praktického využití a čárovým poruchám. Základy elastické a plastické deformace materiálu. 6. Plošné poruchy, objemové a vrstevné poruchy, včetně příkladů druhů poruch. Přírodní vrstevnaté struktury a jejich využití. Budou ozřejměny základní principy interkalace. 7. Princip popisu atomárních rovin pomocí Millerových indexů, včetně praktických příkladů. Na historickém výpočtu velikosti krystalové buňky pomocí hustoty bude vysvětlen pojem mezirovinné vzdálenosti. Bude představena a odvozena Braggova rovnice. 8. Význam RTG difrakční analýzy v charakterizaci pevných látek, a to včetně praktických příkladů. Bude ukázán vztah mezi mřížovými parametry, Millerovými indexy a mezirovinnou vzdáleností. 9. Vysvětlení pojmu symetrie, základní prvky slučitelné s translační periodicitou, včetně praktických příkladů. Bude proveden důkaz možné četnosti rotačních os. Kvazikrystaly a jejich zařazení mezi krystalové struktury. 10. Kombinace prvků symetrie a příslušné transformační matice včetně jejich odvození. Pozornost bude dále věnována rovinným a prostorovým grupám. 11. Definice mezomorfní fáze, typy kapalných krystalů podle způsobu vzniku a jejich vnitřní struktury. Dále bude pozornost věnována vlastnostem a využití kapalných krystalů. 12. Amorfní pevné fázi, konkrétně sklům, jejich struktuře a vlastnostem. Budou uvedeny metody přípravy skel a kritéria sklotvornosti, fázové přechody. 13. Budou představeny modely růstu krystalů, typy chemických reakcí v pevné fázi. 14. Kontrolní test, zápočet.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40  21
        Zkouška Zkouška 60  31 3
Rozsah povinné účasti: Účast na přednáškách není povinná. Účast je povinná na cvičeních.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Splnění všech povinných úkolů v individuálně dohodnutých termínech.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2023/2024 (B0719A270002) Nanotechnologie PL P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0719A270002) Nanotechnologie PL P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2021/2022 (B0719A270002) Nanotechnologie PL P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B0719A270002) Nanotechnologie PL P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B0719A270002) Nanotechnologie PL P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.