Datos Identificativos 2023/24
Asignatura (*) Cristalografía y Simetría Código 610G04006
Titulación
Grao en Nanociencia e Nanotecnoloxía
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 2º cuatrimestre
Primero Formación básica 6
Idioma
Castellano
Gallego
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Física e Ciencias da Terra
Coordinador/a
Hernández Hernández, Armand
Correo electrónico
armand.hernandez@udc.es
Profesorado
Hernández Hernández, Armand
López Vicente, Manuel
Moncunill Solé, Blanca
Correo electrónico
armand.hernandez@udc.es
manuel.lopez.vicente@udc.es
blanca.moncunill@udc.es
Web
Descripción general “Cristalografía e Simetría” é unha materia do segundo semestre do primeiro curso do Grao en Nanociencia e Nanotecnoloxía, que pertence ao Módulo de Formación Básica. Con ela preténdese que o alumnado coñeza e aprenda a aplicar os fundamentos da simetría puntual e coñeza a simetría espacial, se familiarice co mundo dos cristais, coas estruturas máis comúns dos sólidos cristalinos, coa difracción de raios-X como ferramenta de caracterización dos cristais, así como coa relación da cristalografía e a simetría con outras disciplinas. Estes coñecementos e habilidades proporcionarán a base teórica e práctica necesaria para que o estudantado poda profundizar no mundo dos nanomateriais cristalinos e a súa caracterización por métodos difractométricos e espectroscópicos en posteriores materias do grao en Nanociencia e Nanotecnoloxía.

Competencias del título
Código Competencias del título
A3 CE3 - Reconocer y analizar problemas físicos, químicos, matemáticos, biológicos en el ámbito de la Nanociencia y Nanotecnología, así como plantear respuestas o trabajos adecuados para su resolución, incluyendo el uso de fuentes bibliográficas.
A5 CE5 - Conocer los rasgos estructurales de los nanomateriales, incluyendo las principales técnicas para su identificación y caracterización
A6 CE6 - Manipular instrumentación y material propios de laboratorios para ensayos físicos, químicos y biológicos en el estudio y análisis de fenómenos en la nanoescala.
A7 CE7 - Interpretar los datos obtenidos mediante medidas experimentales y simulaciones, incluyendo el uso de herramientas informáticas, identificar su significado y relacionarlos con las teorías químicas, físicas o biológicas apropiadas.
A8 CE8 - Aplicar las normas generales de seguridad y funcionamiento de un laboratorio y las normativas específicas para la manipulación de la instrumentación y de los productos y nanomateriales.
B4 CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
B6 CG1 - Aprender a aprender
B7 CG2 - Resolver problemas de forma efectiva.
B8 CG3 - Aplicar un pensamiento crítico, lógico y creativo.
C3 CT3 - Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida
C7 CT7 - Desarrollar la capacidad de trabajar en equipos interdisciplinares o transdisciplinares, para ofrecer propuestas que contribuyan a un desarrollo sostenible ambiental, económico, político y social.
C8 CT8 - Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Identificar las principales formas, estructuras, crecimientos, óptica y sistemas cristalinos A3
A5
A7
B6
B7
B8
C3
C8
Describir y analizar la forma externa de los cristales, sus modelos estructurales y sus posibles transformaciones A3
A5
A7
B6
B7
B8
C3
C8
Diferenciar los principales elementos de simetría y su nomenclatura A5
B4
C3
Reconocer los fundamentos de la difracción A3
A6
A8
C3
C7
C8
Resolver problemas básicos de cristalografía A3
A5
A7
B7
B8
C3

Contenidos
Tema Subtema
Tema 1. Introducción. Introducción al mundo de los cristales y de la simetría. Su relevancia en el campo de la nanociencia y la nanotecnología.
Tema 2. Teoría reticular. Redes cristalinas. Nudos, filas, planos reticulares y sus notaciones. Celdas elementales. Redes reciprocas. Espaciado reticular. Ejercicios y problemas.
Tema 3. Simetría de los cristales y las moléculas I: Simetría puntual y Simetría espacial. Concepto de simetría. Operadores de simetría puntual. Aplicaciones de la simetría puntual. Redes de Bravais. Introducción a la simetría espacial. Traslaciones. Planos de deslizamiento. Ejes helicoidales. Ejercicios y ejemplos prácticos.
Tema 4. Simetría de los cristales y de las moléculas II: Teoría de grupos. Fundamentos de la teoría de grupos. Descripción, nomenclatura y representación de los Grupos Puntuales de Simetría (G.P.S.). Simetría molecular y Simetría cristalina. Proyección estereográfica. Resolución de problemas.
Tema 5. Morfología cristalina y propiedades de los cristales. Formas y hábitos. Mecanismos de crecimiento cristalino. Propiedades físicas. Óptica cristalina. Propiedades ópticas y estructura de los minerales. Resolución de ejercicios.
Tema 6. Cristaloquímica. Introducción a la difracción de rayos-X. Conceptos básicos de la interacción radiación-materia. La ley de Bragg. Los difractogramas de rayos-X de polvo y su utilidad en el estudio de sólidos cristalinos.

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral A3 A5 A7 B4 B7 B8 C8 28 42 70
Prácticas de laboratorio A5 A6 A7 A8 B6 B7 B8 C3 C7 12 12 24
Taller A3 A5 B6 C7 C3 10 43 53
Prueba objetiva A3 A5 A7 B4 B7 B8 C8 2 0 2
 
Atención personalizada 1 0 1
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Sesión magistral En las clases magistrales se introducirán los contenidos de los correspondientes temas, destacando sus aspectos más importantes y deteniéndose particularmente en aquellos conceptos fundamentales y/o de más difícil comprensión para el alumnado. Se trata de sesiones interactivas, en las que se pretende que el alumnado participe formulando preguntas y solicitando la clarificación de ideas o conceptos.
Prácticas de laboratorio Preparación y estudio de sustancias cristalinas. Interpretación de los resultados obtenidos usando programas informáticos. Utilización de modelos morfológicos y estructurales de los cristales. Introducción a la caracterización mediante difracción de Rayos-X. El alumnado elaborará un cuaderno de laboratorio en el que describirá el trabajo realizado en el laboratorio y el a análisis de los resultados, así como las principales conclusiones.
Taller Estas sesiones estarán dedicadas a la resolución de problemas y cuestiones por parte del alumnado, con la orientación del profesorado. Estos problemas se facilitarán secuenciados en el tiempo de acuerdo con los contenidos tratados en las sesiones magistrales. El trabajo se realizará individualmente o en grupos bajo la dirección del profesorado.
Prueba objetiva Pruebas eliminatorias de los contenidos de la asignatura consistentes en preguntas de desarrollo y también de tipo test, así como ejercicios de problemas que serán similares a los analizados a lo largo del curso. Su objetivo es obtener una evaluación del nivel de conocimientos y competencias alcanzados por el alumnado, así como evaluar la capacidad de éste para relacionarlos y para obtener una visión de conjunto de la materia.

Atención personalizada
Metodologías
Prácticas de laboratorio
Taller
Prueba objetiva
Sesión magistral
Descripción
La metodología de enseñanza propuesta se basa en el trabajo del alumnado, quien se convierte en el principal responsable de su proceso educativo. Para que obtenga el mejor rendimiento de su esfuerzo, y con el fin de guiarlo en este proceso, es muy importante lograr una interacción estrecha y constante alumnado-profesorado. A través de dicha interacción y de las diferentes actividades de evaluación, el profesorado podrá determinar en qué medida el/la estudiante está logrando los objetivos propuestos en cada unidad temática y orientarlo/a en este sentido. Esta orientación se podrá realizar a través de entrevistas individuales que se celebrarán en las horas de tutoría del profesorado y/o en los horarios más convenientes para el alumnado.


Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prácticas de laboratorio A5 A6 A7 A8 B6 B7 B8 C3 C7 Se evaluarán los siguientes aspectos del trabajo en el laboratorio:
- Organización del trabajo y seguridad.
- Actitud, curiosidad científica y grado de implicación en el trabajo.
- Calidad en la interpretación de los resultados.
- Calidad del informe final (cuaderno de laboratorio).
20
Taller A3 A5 B6 C7 C3 Se calificarán tanto las respuestas del alumnado como su participación individual o en grupo en las actividades presenciales correspondientes. Ocasionalmente, y a solicitud del profesor, el alumnado debe presentar boletines de problemas que también pueden ser evaluados. 10
Prueba objetiva A3 A5 A7 B4 B7 B8 C8 Pruebas eliminatorias de los contenidos de la asignatura. 70
 
Observaciones evaluación

La evaluación de la
asignatura se divide en:

-Primera prueba
objetiva: 25% (Temas 1, 2)

-Segunda prueba objetiva:
45% (30% Temas 3, 4, 5; 15% Tema 6)

-Prácticas de
Laboratorio: 20%

-Seminarios y Talleres:
10%

La evaluación no puede
ser positiva si no se ha asistido a todas las clases de laboratorio.

Las matrículas de honor
se otorgarán principalmente a los estudiantes que aprueben la materia en la "primera oportunidad". Solo se otorgará en la "segunda oportunidad" si
su número máximo no está cubierto en la primera.

El alumnado que no
supere la materia en la Primera Oportunidad será evaluado en los exámenes
oficiales de la Segunda Oportunidad. En esta convocatoria se evaluará del mismo
modo (porcentajes), mediante examen de los contenidos teóricos y prácticos y
entrega de los trabajos de seminario. Para obtener la calificación de NO
PRESENTADO, el alumnado no podrá haber participado en más de un 25% de las
actividades evaluables programadas.

El alumnado que se acoja
al "reconocimiento de la dedicación a tiempo parcial y la dispensa
académica de la exención de asistencia" de acuerdo con la normativa de la
UDC, debe asistir a prácticas de laboratorio.

La calificación final
para este alumnado consistirá en dos partes: la calificación obtenida en las
prácticas de laboratorio, que contribuirá con un 20% a la calificación final, y
la prueba objetiva, que computará por el 80% restante. Estos porcentajes de
calificación se aplicarán a las dos oportunidades.

En el caso de
circunstancias excepcionales, objetivables y debidamente justificadas, el
profesorado responsable puede eximir total o parcialmente a cualquier miembro
del alumnado de participar en el proceso de evaluación continua. El alumnado
que se encuentre en esta circunstancia debe aprobar una prueba específica que
no deje dudas sobre el logro de las competencias de la asignatura.

La realización fraudulenta
de las pruebas o actividades de evaluación, una vez comprobada, implicará
directamente la calificación de suspenso en la convocatoria en la que se
cometa: el/la estudiante será calificado con "suspenso" (nota
numérica 0) en la convocatoria correspondiente del curso académico, tanto si la
realización/comisión de la falta se produce en la primera oportunidad como en
la segunda. Para esto, se procederá a modificar su calificación en el acta de
la primera oportunidad, si fuese necesario.

Según establece la
"Norma que regula el régimen de dedicación al estudio de estudiantes de
grado en la UDC" (Art.3.be 4.5) y las "Reglas de evaluación, revisión
y reclamaciones de las calificaciones de los estudios de grado y máster"
(Art. 3 y 8b), el alumnado con reconocimiento de dedicación a tiempo parcial y
dispensa académica de la exención de asistencia deberá poder participar en una
metodología de formación y actividades docentes asociadas que le permitan
alcanzar los objetivos de capacitación y las competencias de la asignatura. Por
tanto, participará en un sistema personalizado de orientación y tutorías de
evaluación que servirán, por un lado, para guiar el trabajo autónomo del
alumnado y llevar un seguimiento de su progreso durante el curso, y por otro
para evaluar el grado de desarrollo de competencias alcanzado.

El porcentaje de
dispensa se fijará en una primera entrevista con el alumnado, una vez que se
conozca su situación personal. De esta manera, se establecerá un cronograma
para las tutorías de orientación, y se determinará el número de talleres de
resolución de problemas que se evaluarán utilizando esta metodología (cada dos
sesiones de seminarios o talleres serán evaluados mediante 1 tutoría). Una vez
conocidos, su número será ponderado sobre el total y se establecerá el número
de tutorías en que este alumnado debe participar. Todos ellos serán acordados
con los/as alumnos/as según su disponibilidad, atendiendo al cronograma de
contenidos de la asignatura y especificando los plazos de entrega de los diferentes
materiales susceptibles de ser evaluados (boletines de problemas y preguntas).
Este material será entregado por adelantado a través de la plataforma Moodle de
acuerdo con el cronograma acordado en la entrevista inicial.































Durante las sesiones de
tutoría, se tratarán aspectos asociados tanto con el contenido de la asignatura
como con la revisión conjunta de las tareas enviadas.


Fuentes de información
Básica Borchardt-Ott, Walter (2011). Crystallography : an introduction . Berlin, Springer
Bloss, F.D. (1994). Crystallography and crystal chemistry: an introduction. Washington, Mineralogical Society of America
Dept. de Cristalografía y Biol. Estruc. , CSIC (2020). Crystalografía.
Sands, Donald E. (1974). Introducción a la cristalografía. Barcelona, Reverté
Klein, C; Hurlbut, C.S. Jr. (1996-1997). Manual de mineralogía basado en la obra de J.D. Dana. Vol. 1.. Barcelona, Reverté
Kettle, Sidney F.A. (2007). Symmetry and structure readable group theory for chemists. Hoboken: John Wiley
Hargittai, István (1995). Symmetry through the eyes of a chemist. New York : Plenum Press
Hammond, C (2009). The Basics of crystallography and diffraction. Oxford University Press

Complementária Müller, Ulrich (2013). Relaciones de simetría entre estructuras cristalinas : aplicaciones de la teoría de grupos cristalográficos en cristaloquímica. Madrid
Giacovazzo, C (2011). Fundamentals of crystallography. Oxford ; New York : Oxford University Press
Amigo, J.M. et al. (1981). Cristalografía.. Madrid, Rueda.
Amorós, J.L. (1990). El Cristal : morfología, estructura y propiedades físicas. Madrid, Ed. Atlas
Nesse, W.D. (2009). Introduction to optical mineralogy. New York : Oxford University Press
DAVID J. WILLOCK (2009). Molecular Symmetry. Willey


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Química: Enlace y Estructura/610G04005

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente

Asignaturas que continúan el temario
Cristalografía Avanzada/610G04042
Técnicas de Caracterización de Nanomateriales 2/610G04030
Técnicas de Caracterización de Nanomateriales 1/610G04025
Estado Sólido/610G04022
Espectroscopía/610G04017

Otros comentarios

Se recomienda la asistencia y participación en las clases teóricas. Se requiere saber redactar, sintetizar y presentar ordenadamente un trabajo, así como la aplicación a un nivel de usuario de herramientas informáticas (uso de Internet, procesador de textos, presentaciones, etc.).

Programa de la Facultad de Ciencias Green Campus

Para contribuir a lograr un entorno sostenible inmediato y cumplir con el punto 6 de la “Declaración Ambiental de la Facultad de Ciencias (2020)”, los trabajos documentales realizados en esta materia:

a) Se solicitarán mayoritariamente en formato virtual y soporte informático.

b) De realizarse en papel:

- No se utilizarán plásticos.

- Se realizarán impresiones a doble cara.

- Se utilizará papel reciclado.

- Se evitarán borradores.

Incorporación de la perspectiva de género

- Según se recoge en las distintas normativas de aplicación para la docencia universitaria se deberá incorporar la perspectiva de género en esta materia (se usará lenguaje no sexista, se utilizará bibliografía de autores/as de ambos sexos, se propiciará la intervención en clase de alumnos y alumnas...)

- Se trabajará para identificar y modificar prejuicios y actitudes sexistas y se influirá en el entorno para modificarlos y fomentar valores de respeto e igualdad.

- Se deberán detectar situaciones de discriminación por razón de género y se propondrán acciones y medidas para corregirlas.



(*) La Guía Docente es el documento donde se visualiza la propuesta académica de la UDC. Este documento es público y no se puede modificar, salvo cosas excepcionales bajo la revisión del órgano competente de acuerdo a la normativa vigente que establece el proceso de elaboración de guías