Krystalová strukturní analýza - MC240P15

• Anglický název: Crystal structure analysis
• Český název: Krystalová strukturní analýza
• Zajišťuje: Katedra anorganické chemie (31-240)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2019 do 2023
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 3
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/1, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Další informace: http://dl2.cuni.cz/course/view.php?id=1231
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: RNDr. Ivana Císařová, CSc.
• Vyučující: RNDr. Ivana Císařová, CSc.
• Je korekvizitou pro: MC240C26, MC240C15

Anotace

čeština

Poslední úprava: RNDr. Ivana Císařová, CSc. (23.10.2019)

Náplní přednášky jsou základy rentgenové strukturní analýzy krystalů. Po jejím vyslechnutí by měl být posluchač schopen samostatně zpracovávat výsledky této metody a mít teoretické základy pro práci v oboru strukturní analýzy. Přednášky jsou doplněny cvičením a pokrývají následující témata: symetrie krystalů, kinematická teorie difrakce, experimentální techniky v práškové a monokrystalové difrakci, řešení krystalových struktur malých molekul, kvalitativní a kvantitativní fázová analýza, krystalografické databáze, aperiodické krystaly, vybrané fyzikální vlastnosti krystalů.

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Ivana Císařová, CSc. (23.10.2019)

The aim of the course is to lay foundation in the key areas of X-Ray crystallography. The lectures with accompany seminaries are covering following areas on basic level: crystal symmetry, kinematic theory of diffraction, experimental techniques in powder and monocrystal diffraction, crystal structure solution of small molecules, qualitative and quantitative phase analysis, crystallographic databases, aperiodic crystals, selected physical properties of crystals.
This course is part of master's degree cycle.

Literatura

čeština

Poslední úprava: RNDr. Ivana Císařová, CSc. (23.10.2019)

• V. Valvoda: Základy strukturní analýzy, Univerzita Karlova, Praha, 1992
• J. Loub: Krystalová struktura, symetrie a rentgenová difrakce
• Giacolazzo et. al.: Fundamentals of crystallography, Oxford University Press.

angličtina

Poslední úprava: doc. RNDr. Vojtěch Kubíček, Ph.D. (07.10.2013)

Giacolazzo et. al.: Fundamentals of crystallography, Oxford University Press.

Požadavky ke zkoušce

čeština

Poslední úprava: RNDr. Ivana Císařová, CSc. (22.02.2024)

V případě omezení standardní přímé výuky, bude přednáška probíhat prostřednictvím GoogleMeet. Kromě toho budou studentům k dispozici studijní materiály na Moodle stránkách předmětu. Zkouška z předmětu pak proběhne presenčně při dodržení v té době platných hygienických předpisů.

Seminář bude probíhat opět prostřednictvím GoogleMeet, podlady pro úlohy řešené v semináři budou rozeslány jednotlivým studentům e-mailem.

Zkouška je kombinovaná a sestává se  ze dvou částí: písemné a ústní. Pro udělení zkoušky musí být v písemné části získáno alespoň 90% možných bodů.
Ústní část spočívá v odpovědích na pět otázek, pokrývajících celé přednášené téma.

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Ivana Císařová, CSc. (22.02.2024)

The examination is combined, divided into two parts. Written test and oral exam. In the written test is required 90% of correct answers.
The oral exam consists of five questions covering whole scope of lecture.

Sylabus

čeština

Poslední úprava: doc. RNDr. Vojtěch Kubíček, Ph.D. (28.01.2019)

Přednáška je určena pro studenty magisterského studia.

1. Symetrie: operace symetrie, prvky symetrie, grupy bodové a prostorové, translační grupa, mříž, buňky, krystalové soustavy, ideální krystal, symboly bodových a prostorových grup, soustava souřadnic, transformace base a souřadnic, operátory symetrie a jejich maticová representace, metrický tensor, Mezinárodní krystalografické tabulky.
2. Útvary definované v mříži: roviny, směry; mezirovinné vzdálenosti, reciproká mříž.
3. Zdroje a typy záření ve strukturní analyse, monochromatizace, registrace záření.
4. Interakce RTG s hmotou, fluorescence, emise, rozptyl.
5. Geometrické podmínky difrakce, Laueho rovnice, Braggova rovnice, Ewaldova konstrukce.
6. Základní difrakční experimenty:
   monokrystalické metody: Laueho, Weissenbergova, precesní, polykrystalické metody: Debye-Scherrerova, difraktometry; indexování polykrystalických snímků.
7. Kinematická teorie difrakce: rozptyl na elektronu, atomu, atomový faktor, strukturní faktor, rozptyl na malém krystalu, interferenční funkce, integrální intensita, korekce: LP-faktor, absorpce, extinkce, teplotní pohyb.
8. Vlastnosti strukturního faktoru, vztah mezi elektronovou hustotou a strukturním faktorem, symetrie difrakčního obrazu, Fourierské metody.
9. Stanovení krystalové struktury,
   
   1. řešení fázového problému, metoda těžkého atomu, izomorfní záměny, anomálního rozptylu, přímé metody
   2. mapy elektronové hustoty, diferenční Fourierská syntéza
   3. upřesňování strukturních parametr v reálném prostoru, v reciprokém prostoru, metoda nejmenších čtverců
10. Dynamická teorie difrakce, mozaikový krystal, dokonalý krystal, totální odraz, intensita difrakce, stojaté vlny, anomální absorpce, poruchy na téměř dokonalých krystalech, topograficke metody.
11. Struktura polykrystalických vzorků: indexace, Rietveldova metoda, velikost částic, textura, kvalitativní, kvantitativní analysa.
12. Krystalografické database: CSD, ICSD, PDF.
13. Krystalové struktury bílkovin.
14. Aperiodické krystaly: modulované, kompositní, kvazikrystaly.
15. Obsah publikací o krystalové struktuře malých molekul.
16. Fyzikální vlastnosti krystalů; poruchy.
17. Využití krystalografických databází.

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Ivana Císařová, CSc. (23.10.2019)

1. Symmetry
   symmetry operation, elements; point group, lattices, crystal systems, space group, basic crystallographic computing, International Tables of Crystallography A.
2. Reciprocal lattice
3. Sources of radiation for structural analysis, monochromatization, detectors
4. Interaction of X-ray with matter: fluorescence, emission, scattering.
5. Geometrical condition of diffraction: Bragg's law, Laue conditions, Ewald construction
6. Basic experimental method's: Laue method, Weissenberg camera, precession camera, Debye-Scherrer camera, diffractometers,
7. Kinematic theory of diffraction: Thomson scattering, scattering by atom, scattering by unit cell, diffraction on small crystal, LP-factor, temperature factor.
8. Structure factor, symmetry in reciprocal space, Fourier methods

9. Solution and refinement of crystal structure

   1. solution of phase problem: heavy atom method, isomorphous replacement method, anomalous scattering; direct methods
   2. completing and refining structure: difference Fourier method, refinement in direct and reciprocal space.
10. Basic of dynamical diffraction theory
11. Structure of polycrystalline materials: qualitative and quantitative phase analysis
12. Crystallographic databases: CSD, ICSD, PDF.
13. Introduction to proteins crystallography
14. Aperiodic crystals.
15. Selected physical properties of crystal.

Vstupní požadavky

Poslední úprava: RNDr. Ivana Císařová, CSc. (23.10.2019)

Pro porozumnění přednášce jsou nutné znalosti z matematiky a fyziky na úrovni základních kurzu těchto předmětů v rámci bakalářského studia. např : MS710P52-55.