Datos Identificativos 2023/24
Asignatura (*) Cristalografía e Simetría Código 610G04006
Titulación
Grao en Nanociencia e Nanotecnoloxía
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 2º cuadrimestre
Primeiro Formación básica 6
Idioma
Castelán
Galego
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Física e Ciencias da Terra
Coordinación
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
Descrición xeral “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 do título
Código Competencias do 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 aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Identificar as principais formas, estruturas, crecementos, óptica e sistemas cristalinos A3
A5
A7
B6
B7
B8
C3
C8
Describir e analizar a forma externa dos cristais, os seus modelos estructurais e as súas posibles transformacións A3
A5
A7
B6
B7
B8
C3
C8
Diferenciar os principais elementos de simetría e a súa nomenclatura A5
B4
C3
Recoñecer os fundamentos da difracción A3
A6
A8
C3
C7
C8
Resolver problemas básicos de cristalografía A3
A5
A7
B7
B8
C3

Contidos
Temas Subtemas
Tema 1. Introdución. Introdución ao mundo dos cristais e da simetría. A súa relevancia no campo da nanociencia e a nanotecnoloxía.
Tema 2. Teoría reticular. Redes cristalinas. Nudos, filas, planos reticulares e as súas notacións. Celdas elementais. Redes reciprocas. Espaciado reticular. Exercicios e problemas.
Tema 3. Simetría dos cristais e das moléculas I: Simetría puntual e Simetría espacial. Concepto de simetría. Operadores de simetría puntual. Aplicacións da simetría puntual. Redes de Bravais. Introducción á simetría espacial. Traslacións. Planos de deslizamiento. Eixes helicoidais. Exercicios e exemplos prácticos.
Tema 4. Simetría dos cristais e das moléculas II: Teoría de grupos. Fundamentos da teoría de grupos. Descripción, nomenclatura e representación dos Grupos Puntuais de Simetría (G.P.S.). Simetría molecular e Simetría cristalina. Proxección estereográfica. Resolución de problemas.
Tema 5. Morfoloxía cristalina e propiedades dos cristais. Formas e hábitos. Mecanismos de crecemento cristalino. Propiedades físicas. Óptica cristalina. Propiedades ópticas e estructura dos minerais. Resolución de exercicios.
Tema 6. Cristaloquímica. Introducción á difracción de raios-X. Conceptos básicos da interación radiación-materia. A ley de Bragg. Os difractogramas de raios-X de pó e a súa utilidade no estudo de sólidos cristalinos.

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral 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
Obradoiro A3 A5 B6 C7 C3 10 43 53
Proba obxectiva A3 A5 A7 B4 B7 B8 C8 2 0 2
 
Atención personalizada 1 0 1
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Na clase maxistral introduciranse os contidos dos correspondentes temas, destacando os seus aspectos máis importantes e deténdose particularmente naqueles conceptos fundamentais e/ou de máis difícil comprensión para o alumnado. Trátase de sesión interativas, nas que se pretende que o alumnado participe formulando preguntas e requerindo a clarificación de ideas ou conceptos.
Prácticas de laboratorio Preparación e estudo de compostos cristalinos. Interpretación dos resultados obtidos usando programas informáticos. Utilización de modelos morfolóxicos e estructurais dos cristais. Introducción á caracterización mediante difracción de Raios-X. O alumnado elaborará un caderno de laboratorio no que describirá o traballo realizado no laboratorio e a análise dos resultados, así como as principais conclusións.
Obradoiro Estas sesións estarán dedicadas á resolución de problemas e cuestións por parte do alumnado, coa orientación do profesorado. Estes problemas facilitaranse secuenciados no tempo de acordo cos contidos tratados nas sesións maxistrais. O traballo realizarase individualmente ou en grupos baixo a dirección do profesorado
Proba obxectiva Probas eliminatorias dos contidos da materia consistentes en preguntas de desenvolvemento e tamén de tipo test, así como exercicios de problemas que serán semellantes aos analizados ao longo do curso. O seu obxectivo é obter unha avaliación do nivel de coñecementos e competencias atinxidos polo alumnado, así como avaliar a capacidade do alumnado para relacionalos e para obter unha visión de conxunto da materia.

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas de laboratorio
Obradoiro
Proba obxectiva
Sesión maxistral
Descrición
A metodoloxía de ensino proposta está baseada no traballo do estudantado, quen se converte no principal responsable do seu proceso educativo. Para que obteña o mellor rendemento do seu esforzo, e co fin de guialo neste proceso, é de extrema importancia acadar unha interacción estreita e constante alumnado-profesorado. A través de tal interacción, e das diferentes actividades de avaliación, o profesorado poderá determinar ata que punto o alumnado está a acadar os obxectivos propostos en cada unidade temática e orientalo a este respecto. Esta orientación levarase a cabo a través de entrevistas individuais que se celebrarán nas horas de titoría do profesorado e/ou nos horarios máis convenientes para o alumnado.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Prácticas de laboratorio A5 A6 A7 A8 B6 B7 B8 C3 C7 Avaliaranse os seguintes aspectos do traballo no laboratorio:
- Organización do traballo e seguridade.
- Actitude, curiosidade científica e grao de implicación no traballo.
- Calidade na interpretación dos resultados.
- Calidade do informe final (caderno de laboratorio).

20
Obradoiro A3 A5 B6 C7 C3 Cualificaranse tanto as respostas do alumnado como a súa participación individual ou de grupo nas correspondentes actividades presenciais. Ocasionalmente, e a requirimento do profesor, o alumnado deberá entregar os boletíns de problemas que tamén poderán ser avaliados. 10
Proba obxectiva A3 A5 A7 B4 B7 B8 C8 Probas eliminatorias dos contidos da materia. 70
 
Observacións avaliación

A avaliación da materia dividese
en:

-Primera proba obxectiva:
25% (Temas 1, 2)

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

-Prácticas de
Laboratorio: 20%

-Obradoiros e seminarios:
10%

A avaliación non poderá ser positiva
se non se asistiu a todalas clases de laboratorio.

As matriculas de honra outorgaranse
prioritariamente a alumnado que supere a materia na "primeira oportunidade". Só
se outorgará na “segunda oportunidade” se o número máximo delas non se cubre na
primeira.

O estudantado que no supere a
materia na Primeira Oportunidade será avaliado nos exames oficiais da Segunda
Oportunidade. Nesta convocatoria avaliarase do mesmo xeito (porcentaxes), cun
exame dos contidos teóricos e prácticos e entrega dos traballos de seminario. Para
obter a calificación de NON PRESENTADO, o estudantado non poderá ter
participado en más dun 25% das actividades avaliables programadas.

O alumnado que se acolla ao
“recoñecemento de dedicación a tempo parcial e dispensa académica de exención
de asistencia” de acordo coa normativa da UDC, deberá asistir de maneira
obrigatoria ás prácticas de laboratorio.

A cualificación final para os
devanditos alumnos/as constará de dúas partes: a cualificación obtida nas
prácticas de laboratorio, que contribuirá nun 20% á nota final, e a proba
mixta, que computará polo 80% restante. Estas porcentaxes de cualificación
aplicaranse ás dúas oportunidades.

No caso de circunstancias
excepcionais, obxectivables e adecuadamente xustificadas, o profesor
responsable podería eximir total ou parcialmente a algún membro do alumnado de
concorrer ao proceso de avaliación continuada. O alumnado que se atopara nesta
circunstancia deberá superar un exame específico que non deixe dúbidas sobre a
consecución das competencias propias da materia.

A realización fraudulenta das probas
ou actividades de avaliación, unha vez comprobada, implicará directamente a
cualificación de suspenso na materia na oportunidade correspondiente: o/a
estudante será calificado/a con “suspenso” (nota númerica 0) na convocatoria
correspondente do curso académico, tanto se a realización/comisión da falta
prodúcese na primeira oportunidade como na segunda. Para isto, procederáse a
modificar a súa calificación na acta da primeira oportunidade, no case de ser
necesario.

Segundo establece a "Norma que
regula o réxime de dedicación ao estudo dos estudantes de grao na UDC"
(Art.3.b e 4.5) e as "Normas de avaliación, revisión e reclamación das
cualificacións dos estudos de grao e mestrado universitario (Art. 3 e 8b), o
alumnado con recoñecemento de dedicación a tempo parcial e dispensa académica
de exención de asistencia deberá de poder participar dunha metodoloxía
formativa e actividades docentes asociadas que lle permitan acadar os
obxectivos formativos e as competencias propias da materia. Porén, este
alumnado poderá participar dun sistema personalizado de titorías de orientación
e avaliación que servirán por unha banda, para orientar o traballo autónomo do/a
alumno/a e levar un seguimento da súa progresión durante o curso; e por outra,
para avaliar o grao de desenvolvemento competencial acadado.

A porcentaxe de dispensa quedará
prefixada nunha primeira entrevista co alumnado, unha vez coñecida a súa
situación persoal. Deste xeito, fixarase un cronograma para as titorías de
orientación, e determinarase o número de obradoiros de resolución de problemas
que deberán ser avaliados mediante esta metodoloxía (cada dúas sesións de seminario
ou obradoiro serán avaliados mediante 1 titoría). Unha vez coñecidos,
ponderarase o seu número sobre o total e fixarase o número de titorías das que
este alumnado deberá participar. Todas elas serán prefixadas co alumnado en
función da súa dispoñibilidade, atendendo ao cronograma de contidos da materia
e concretando os prazos de entrega do diferente material susceptible de ser
avaliado (boletíns de problemas e cuestións). Este material seralle entregado
previamente a través da plataforma Moodle segundo o cronograma acordado na
entrevista inicial.

Durante as sesións de titoría
trataranse aspectos asociados tanto aos contidos da materia como á revisión conxunta
dos traballos entregados.


Fontes de información
Bibliografía 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

Bibliografía complementaria 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


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Química: Enlace e Estrutura/610G04005

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario
Cristalografía Avanzada/610G04042
Técnicas de Caracterización de Nanomateriais 2/610G04030
Técnicas de Caracterización de Nanomateriais 1/610G04025
Estado Sólido/610G04022
Espectroscopía/610G04017

Observacións

A materia require ter cursado con aproveitamento a materia "Enlace e Estrutura" (610G04005).

Programa Green Campus Facultade de Ciencias

Para axudar a conseguir unha contorna sustentable e cumprir co punto 6 da "Declaración Ambiental da Facultade de Ciencias (2020)", os traballos documentais que se realicen nesta materia:

a) Solicitaranse maioritariamente en formato virtual e soporte informático.

b) De realizarse en papel:

- Non se empregarán plásticos.

- Realizaranse impresións a dobre cara.

- Empregarase papel reciclado

- Evitaranse borradores

Recoméndase a asistencia e participación nas clases teóricas. Requírese saber redactar, sintetizar e presentar ordeadamente un traballo, así como a aplicación a un nivel de usuario de ferramentas informáticas (uso de Internet, procesador de textos, presentacións, etc.).

Incorporación da perspectiva de xénero

- Segundo se recolle nas distintas normativas de aplicación para a docencia universitaria deberase incorporar a perspectiva de xénero nesta materia (usarase linguaxe non sexista, utilizarase bibliografía de autores/as de ambos sexos, propiciarase a intervención en clase de alumnos e alumnas...)

- Traballarase para identificar e modificar prexuízos e actitudes sexistas e influirase na contorna para modificalos e fomentar valores de respecto e igualdade.

- Deberanse detectar situacións de discriminación por razón de xénero e proporanse accións e medidas para corrixilas.



(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías