Geología

Grado y Doble Grado. Curso 2017/2018.

CRISTALOGRAFÍA - 800748

Curso Académico 2017-18

Datos Generales

SINOPSIS

COMPETENCIAS

Generales
CG1. Reconocer y utilizar teorías, paradigmas, conceptos y principios propios de la Geología desde un punto de vista cristalográfico.
CG2. Recoger e integrar diversos tipos de datos y observaciones con el fin de comprobar hipótesis.
CG3. Aplicar conocimientos para abordar y resolver problemas geológicos usuales o desconocidos.
CG4. Valorar la necesidad de la integridad intelectual y de los códigos de conducta profesionales.
CG5. Reconocer los puntos de vista y opiniones de los otros técnicos e integrar información multidisciplinar para resolver problemas geológicos.
CG6. Desarrollar las destrezas necesarias para ser autónomo y para el aprendizaje continuo a lo largo de toda la vida: autodisciplina, autodirección, trabajo independiente, gestión del tiempo y destrezas de organización.
CG7. Identificar objetivos para el desarrollo personal, académico y profesional y trabajar para conseguirlos.
CG8. Desarrollar un método de estudio y trabajo adaptable y flexible.
CG9. Reseñar la bibliografía utilizada en los trabajos de forma adecuada.
CG10. Utilizar Internet de manera crítica como herramienta de comunicación y fuente de información.
CG11. Comprender y utilizar diversas fuentes de información (textuales, numéricas, verbales, gráficas).
CG12. Transmitir adecuadamente la información geológica de forma escrita, verbal y gráfica para diversos tipos de audiencias.
Transversales
CT1. Adquirir capacidad de análisis y síntesis
CT2. Demostrar razonamiento crítico y autocrítico
CT3. Adquirir capacidad de organización, planificación y ejecución
CT4. Adquirir la capacidad de comunicarse de forma oral y escrita en la lengua nativa
CT5. Adquirir capacidad de gestión de la información
CT6. Adquirir la capacidad para la resolución de problemas
CT7. Adquirir la capacidad de trabajo autónomo o en equipo
CT8. Adquirir habilidades en las relaciones interpersonales
CT9. Adquirir capacidad para el aprendizaje autónomo
CT10. Adquirir la capacidad para adaptarse a nuevas situaciones
CT11. Demostrar creatividad e iniciativa y espíritu emprendedor
CT12. Demostrar motivación por la calidad en el desarrollo de sus actividades
CT13. Adquirir sensibilidad hacia temas medioambientales
Específicas
CE1. Disponer de un conocimiento adecuado de otras disciplinas relevantes para la Geología.
CE2. Capacidad para identificar y caracterizar las propiedades de los diferentes materiales y procesos geológicos usando métodos cristalográficos.
CE3. Saber relacionar las propiedades de la materia con su estructura. Saber identificar y caracterizar los materiales geológicos mediante técnicas instrumentales, así como determinar los procesos que originan su formación y sus aplicaciones.
CE4. Capacidad para analizar la distribución y la estructura de diferentes tipos de materiales y procesos geológicos a diferentes escalas en el tiempo y en el espacio.
CE5. Valorar las cualidades, ventajas y limitaciones de los diferentes métodos cristalográficos y sus aportaciones al conocimiento de la Tierra.
CE6. Saber aportar soluciones a problemas geológicos en la Geología aplicada y la Ingeniería.
CE7. Saber describir, analizar, evaluar, planificar y gestionar el medio físico y el patrimonio geológico.
Otras
RESULTADOS DEL APRENDIZAJE

Resultados del aprendizaje sobre la adquisición de conocimiento por parte del estudiante:
1. Enumerar los hitos históricos importantes para el desarrollo de la Cristalografía.
2. Describir el contenido de las diferentes secciones en las que tradicionalmente se clasifica la Cristalografía.
3. Explicar el papel de la simetría en el medio cristalino.
4. Describir los elementos que hacen posible la simetría que caracteriza al medio cristalino.

Resultados del aprendizaje sobre la comprensión del estudiante:
5. Explicar las diferencias conceptuales entre Cristal Ideal y Cristal Real.
6. Interpretar las estructuras cristalinas.
7. Evaluar el papel de la difracción de Rayos X como nexo de unión entre las dos concepciones del cristal: ideal y real.

Resultados del aprendizaje sobre la capacidad de aplicación del estudiante:
8. Explicar la actuación de los elementos de simetría
9. Demostrar el manejo de los sistemas de proyección adecuados para trabajar con morfologías o con estructuras cristalinas (proyección estereográfica y proyección ortográfica).
10. Demostrar el manejo de las operaciones básicas para interpretar algunos resultados de la difracción de rayos X por los cristales.

Resultados del aprendizaje sobre la capacidad de análisis del estudiante:
11. Reunir la información básica acerca de una determinada substancia con una estructura cristalina dada.

Resultados del aprendizaje sobre la capacidad de síntesis del estudiante:
12. Diseñar sus propios "modelos" periódicos planos y de estructuras tridimensionales en función de las constantes reticulares y de unos determinados elementos de simetría dados por un grupo plano o un grupo espacial.

Resultados del aprendizaje sobre la capacidad de evaluar del estudiante:
13. Interpretar la información disponible de una estructura cristalina determinada (sistema, grupo espacial, densidad...).

ACTIVIDADES DOCENTES

Clases teóricas
Se impartirán 3 horas semanales de clases teóricas
Seminarios
Se impartirá un seminario de una hora y media a la semana:
- Métodos para la resolución de problemas, proyecciones, etc.
Clases prácticas
Habrá una clase práctica de una hora y media de duración a la semana:
- Reconocimiento de clase y sistema en modelos cristalográficos de madera.
- Proyección estereográfica de modelos cristalográficos de madera.
- Proyección de estructuras tridimensionales.
Trabajos de campo
...
Prácticas clínicas
...
Laboratorios
...
Exposiciones
...
Presentaciones
...
Otras actividades
...
TOTAL
...

Presenciales

7,5

No presenciales

112

Semestre

1

Breve descriptor:

Estado cristalino.
Relación entre simetría y propiedades de los minerales.
Cristal dinámico.
Crecimiento de cristales.
Propiedades de la materia cristalina.
Difracción de rayos X.

Requisitos

...

Objetivos

Analizar las características de la materia cristalina.
Comprender la distribución periódica de la materia cristalina.
Conocer la geometría de los principales tipos estructurales.
Utilizar los métodos de proyección en cristalografía.
Conocer las diferencias entre cristal ideal y cristal real (defectos cristalinos y soluciones sólidas).
Conocer los principios que regulan el crecimiento y estabilidad de los materiales cristalinos. 
Conocer los fenómenos de interacción entre rayos X y materia cristalina. 

Contenido

Introducción. Cristalografía morfológica. Formas cristalinas. Ejes cristalográficos. Sistemas cristalinos. Simetría morfológica. Elementos de simetría. Sistemas y simetría. Clases de Simetría. Holoedrías. Índices de Weiss y Miller, Índices hexagonales. Concepto y símbolo de zona. La proyección estereográfica.

Estructura interna del cristal. Concepto de periodicidad. Concepto de: traslación, red, nudo. Anisotropía, homogeneidad y simetría. Redes mono, bi y tridimensionales. Las cinco redes planas y las catorce redes de Bravais. Vectores traslación. Índices de filas y planos reticulares. Espaciado reticular. Celda elemental y celda fundamental.

Paralelepípedo, unidad. Constantes reticulares o cristalográficas. Relación paramétrica. Operadores de simetría. Simetría puntual y simetría espacial. Elementos de simetría compatibles con la traslación. Grupos puntuales bidimensionales. Simetría de las redes planas. Planos de deslizamiento. Los 17 grupos planos.

Simetría en tres dimensiones. Ejes helicoidales. Construcción de las 14 redes de Bravais. Vector apilamiento. Simetría de las redes de Bravais. Simetría de las estructuras cristalinas. Los 230 grupos espaciales. Tablas Internacionales de Cristalografía. Proyección de estructuras.

Estructuras modelo. Enlaces químicos: geometría del campo de fuerzas. Coordinación: concepto, tipos y poliedros que se definen. Estructuras formadas por un solo tipo de átomos: empaquetados densos. Empaquetados de orden superior. Estructuras cúbicas centradas en el interior. Compuestos covalentes puros.

Estructuras de coordinación. Estructuras derivadas de los empaquetados densos. Estructuras derivadas del empaquetado cúbico compacto. Estructuras derivadas del empaquetado hexagonal compacto. Estructuras derivadas de la red cúbica primitiva. Calculo de la densidad de un cristal.

Otros tipos estructurales. Estructuras derivadas del tipo Blenda. Estructuras poliméricas (silicatos). Estructuras con radicales isla (carbonatos).

Formación de cristales y crecimiento cristalino. Sobresaturación. Nucleación: Núcleo crítico. Velocidad de nucleación. Mecanismos de nucleación. Crecimiento: Forma de equilibrio, forma de crecimiento, hábito. Estabilidad de las caras cristalinas: Mecanismos de crecimiento y tipos de caras. Agregados cristalinos.

El cristal dinámico: Vibración de los átomos de un cristal. Imperfecciones cristalinas, clasificación. Isomorfismo. Inestabilidad estructural: Polimorfismo.

Los rayos X y la materia cristalina. Naturaleza y propiedades. Producción. Tubos de rayos X. Espectro de radiaciones emitidas por el tubo de rayos X. Espectro continuo. Espectro característico. Interacción de los rayos X con la materia: fenómenos que se derivan. Absorción de los rayos X. Fluorescencia de los rayos X.

La difracción de los rayos X: geometría de la difracción. La ley de Bragg. Intensidad de los rayos difractados: difusión por un electrón, por un conjunto de electrones y por los átomos de la celdilla. Las extinciones. La red reciproca y la esfera de Ewald. Métodos de difracción. El método del polvo.

Evaluación

Se realizará un examen final de teoría y de prácticas.
La calificación final de la asignatura se realizará en función de los siguientes porcentajes: 65% calificación de teoría, 35% calificación de prácticas.
Para aprobar la asignatura es necesario aprobar tanto el bloque de teoría como el de prácticas.

Bibliografía

AMORÓS, J. L. (1990) El Cristal: una introducción al estado sólido. Ed. Atlas. Madrid
AMORÓS, J. L. (1978) La gran aventura del cristal. Ed. Universidad Complutense.
KLEIN. C. & HURLBUT, C. S. JR. (1996) Manual de Mineralogía. Vol. 1, 4ª Ed.*. Ed. Reverté, S. A. Barna.
LÓPEZ-ACEVEDO, V. (1993) Modelos en Cristalografía.
RODRIGUEZ GALLEGO, M. La difracción de los rayos X. Editorial Alambra. Granada
INTERNACIONAL UNIÓN OF CRYSTALLOGRAPHY (1992) International Tables for X-ray crystallography. The Kynoch Press. Birmingham. 3 vol. THE INTERNATIONAL UNION OF CRYSTALLOGRAPHY (2005) International Tables For Crystallografy. Brief Teaching Edition of Volume A. Ed. Springer.
HAMMOND, C. (2001) The Basics of Crystallography and Diffraction. 2nd Edition. International Union Of Crystallography. Oxford Science Publications

Otra información relevante

Los valores de los créditos presenciales y no presenciales corresponden a horas (1 ECTS es equivalente a 25 horas).

Estructura

MódulosMaterias
FUNDAMENTALMATERIALES GEOLÓGICOS

Grupos

PRÁCTICAS
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
GRUPO PRÁCTICAS A125/09/2017 - 12/01/2018MARTES 15:30 - 17:003101 BELENA VINDEL CATENA
MARIA ELENA CRESPO FEO
GRUPO PRÁCTICAS A225/09/2017 - 12/01/2018MIÉRCOLES 09:30 - 11:003208CARLOS MANUEL PINA MARTINEZ
ELENA VINDEL CATENA
GRUPO PRÁCTICAS A325/09/2017 - 12/01/2018MARTES 09:30 - 11:003208CARLOS MANUEL PINA MARTINEZ
MARIA VICTORIA LOPEZ-ACEVEDO CORNEJO
GRUPO PRÁCTICAS B125/09/2017 - 12/01/2018MARTES 12:30 - 14:003201 BCARLOS MANUEL PINA MARTINEZ
GRUPO PRÁCTICAS B225/09/2017 - 12/01/2018JUEVES 17:00 - 18:303208CARLOS MANUEL PINA MARTINEZ
JUAN LUIS MARTIN-VIVALDI CABALLERO


Clases teóricas y/o prácticas
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Grupo A25/09/2017 - 12/01/2018MIÉRCOLES 12:30 - 13:303208CARLOS MANUEL PINA MARTINEZ
JUEVES 12:00 - 13:003208CARLOS MANUEL PINA MARTINEZ
VIERNES 13:30 - 14:303208CARLOS MANUEL PINA MARTINEZ
Grupo B25/09/2017 - 12/01/2018MARTES 15:00 - 16:003208CARLOS MANUEL PINA MARTINEZ
JUEVES 16:00 - 17:003208CARLOS MANUEL PINA MARTINEZ
VIERNES 17:00 - 18:003208CARLOS MANUEL PINA MARTINEZ


Exámenes finales
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Grupo único - - -CARLOS MANUEL PINA MARTINEZ
ELENA VINDEL CATENA
MARIA VICTORIA LOPEZ-ACEVEDO CORNEJO


Seminarios
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Seminario A125/09/2017 - 12/01/2018VIERNES 09:30 - 11:003208CARLOS MANUEL PINA MARTINEZ
ELENA VINDEL CATENA
Seminario A225/09/2017 - 12/01/2018JUEVES 15:30 - 17:003201 BELENA VINDEL CATENA
EMILIA GARCIA ROMERO
Seminario A325/09/2017 - 12/01/2018MIÉRCOLES 15:30 - 17:003101 BCARLOS MANUEL PINA MARTINEZ
RUBEN PIÑA GARCIA
Seminario B125/09/2017 - 12/01/2018VIERNES 18:00 - 19:303208CARLOS MANUEL PINA MARTINEZ
Seminario B225/09/2017 - 12/01/2018MIÉRCOLES 12:30 - 14:003201 BCRISTOBAL VIEDMA MOLERO
JUAN LUIS MARTIN-VIVALDI CABALLERO