Kombinacje elementów symetrii. Klasy symetrii.



Podobne dokumenty
Elementy symetrii makroskopowej.

Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne (International Tables for Crystallography)

Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne (International Tables for Crystallography)

Kombinacje elementów symetrii. Klasy symetrii.

Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne (International Tables for Crystallography)

Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 1 Wydział

Konwersatorium z chemii ciała stałego Specjalność: chemia budowlana ZESTAW 3. Symetria makro- i mikroskopowa

Uniwersytet Śląski Instytut Chemii Zakład Krystalografii. Laboratorium z Krystalografii. 2 godz. Komórki Bravais go

Rodzina i pas płaszczyzn sieciowych

Układy krystalograficzne

Laboratorium z Krystalografii. 2 godz.

Podstawowe pojęcia opisujące sieć przestrzenną

Symetria w fizyce materii

Podstawy krystalochemii pierwiastki

Układ regularny. Układ regularny. Możliwe elementy symetrii: Możliwe elementy symetrii: 3 osie 3- krotne. m płaszczyzny przekątne.

Wykład 1. Symetria Budowy Kryształów

Rozwiązanie: Zadanie 2

ELEMENTY I OPERACJE SYMETRII Symbol Element symetrii Operacja symetrii

3. Operacje symetrii, macierze operacji symetrii. Grupy punktowe. Przypisywanie grupy punktowej dla zadanych obiektów

Wykład 5. Komórka elementarna. Sieci Bravais go

Elementy symetrii. obiekt geometryczny taki jak linia, płaszczyzna lub punkt, względem którego dokonuje się operacji symetrii.

Krystalochemia białek 2016/2017

Grupy przestrzenne i ich symbolika

ROZDZIAŁ I. Symetria budowy kryształów

Strukturalne elementy symetrii. Krystalograficzne grupy przestrzenne.

KRYSTALOGRAFIA Crystallography. Poziom przedmiotu Studia I stopnia Liczba godzin/tydzień 2W, 1Ćw PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 1 Wydział

Nazwa przedmiotu BAZY DANYCH I METODY KOMPUTEROWE W KRYSTALOGRAFII Databases and Computer Methods in Crystallography

Krystalografia i krystalochemia Wykład 15 Repetytorium

BUDOWA KRYSTALICZNA CIAŁ STAŁYCH. Stopień uporządkowania struktury wewnętrznej ciał stałych decyduje o ich podziale

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: JFT s Punkty ECTS: 4. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Kierunek i poziom studiów: Chemia budowlana, II stopień Sylabus modułu: Chemia ciała stałego 0310-CH-S2-B-065

1. Elementy (abstrakcyjnej) teorii grup

WYKŁAD 5 Zastosowanie teorii grup w analizie widm oscylacyjnych

Wstęp. Krystalografia geometryczna

Opracowanie: mgr inż. Antoni Konitz, dr hab inż. Jarosław Chojnacki Politechnika Gdańska, Gdańsk 2007, 2016

Aby opisać strukturę krystaliczną, konieczne jest określenie jej części składowych: sieci przestrzennej oraz bazy atomowej.

STRUKTURA KRYSTALICZNA

STRUKTURA IDEALNYCH KRYSZTAŁÓW

Zastosowanie teorii grup. Grupy symetrii w fizyce i chemii.

Monochromatyzacja promieniowania molibdenowej lampy rentgenowskiej

Metody badań monokryształów metoda Lauego

Podsumowanie wiadomości o przekształceniach izometrycznych na płaszczyźnie

Krystalografia. Analiza wyników rentgenowskiej analizy strukturalnej i sposób ich prezentacji

FIGURY I PRZEKSZTAŁCENIA GEOMETRYCZNE

Elementy symetrii makroskopowej w ujęciu macierzowym.

Metody badań monokryształów metoda Lauego

RYSUNEK TECHNICZNY BUDOWLANY RZUTOWANIE AKSONOMETRYCZNE

Projekt ROZWÓJ PRZEZ KOMPETENCJE jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego

STRUKTURA CIAŁA STAŁEGO

STRUKTURA MATERIAŁÓW

Laboratorium z Krystalografii specjalizacja: Fizykochemia związków nieorganicznych

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Prof. nzw. dr hab. Jarosław Mizera & dr inż. Joanna Zdunek

KRYSTALOGRAFIA Studia pierwszego stopnia, stacjonarne II rok

PLANIMETRIA CZYLI GEOMETRIA PŁASZCZYZNY CZ. 3

Wymagania edukacyjne z matematyki dla klasy I gimnazjum wg programu Matematyka z plusem

Co należy zauważyć Rzuty punktu leżą na jednej prostej do osi rzutów x 12, którą nazywamy prostą odnoszącą Wysokość punktu jest odległością rzutu

Katalog wymagań programowych na poszczególne stopnie szkolne klasa 1

Katalog wymagań programowych na poszczególne stopnie szkolne klasa 1

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI KLASA I GIMNAZJUM Małgorzata Janik

2. Wymagania wstępne w zakresie wiedzy, umiejętności oraz kompetencji społecznych (jeśli obowiązują):

SCENARIUSZ LEKCJI MATEMATYKI W KLASIE VI

DZIAŁ I: LICZBY I DZIAŁANIA Ocena dostateczna. Ocena dobra. Ocena bardzo dobra (1+2) ( ) Uczeń: (1+2+3) Uczeń: określone warunki

Rentgenowska analiza strukturalna Synteza Fouriera. Synteza Pattersona. Rozwiązywanie modelowych struktur na podstawie analizy map Pattersona.

Nauka o Materiałach Wykład II Monokryształy Jerzy Lis

RENTGENOGRAFIA. Poziom przedmiotu Studia I stopnia niestacjonarne Liczba godzin/zjazd 1W e, 2L PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

WYMAGANIA EDUKACYJNE - MATEMATYKA KLASA I GIMNAZJUM

Część A wprowadzenie do programu Mercury

Natęż. ężenie refleksu dyfrakcyjnego

Sieć przestrzenna. c r. b r. a r. komórka elementarna. r r

WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE OCENY MATEMATYKA KLASA 8 DZIAŁ 1. LICZBY I DZIAŁANIA

Bezpośredni opiekunowie laboratorium: Prof. dr hab. Marek Szafrański. Prof. dr hab. Maciej Kozak, dr Marceli Kaczmarski.

KARTA PRACY NAUCZYCIELA

ROZWINIĘCIA POWIERZCHNI STOPNIA DRUGIEGO W OPARCIU O MIEJSCA GEOMETRYCZNE Z ZA- STOSOWANIEM PROGRAMU CABRI II PLUS.

Synteza Fouriera. Synteza Pattersona. Rozwiązywanie modelowych struktur na podstawie analizy map Pattersona.

Kryteria oceniania z matematyki w klasie pierwszej w roku szkolnym 2015/2016

Krystalografia. Dyfrakcja na monokryształach. Analiza dyfraktogramów

Wyznaczanie struktury krystalicznej i molekularnej wybranego związku koordynacyjnego w oparciu o rentgenowską analizę strukturalną

SUROWCE I RECYKLING. Wykład 2

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI DLA KLASY I GIMNAZJUM

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Elementy teorii powierzchni metali

Mini tablice matematyczne. Figury geometryczne

Wymagania przedmiotowe z matematyki w klasie I gimnazjum w roku szkolnym 2011/2012 opracowane dla programu Matematyka z plusem GWO

Rachunek wektorowy - wprowadzenie. dr inż. Romuald Kędzierski

Komputerowa symulacja generatorów cyfrowych

Dydaktyka matematyki III-IV etap edukacyjny (wykłady) Wykład nr 3: Wprowadzanie i definiowanie matematycznych pojęć Semestr zimowy 2018/2019

MATEMATYKA KLASA II LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO

Charakterystyka struktury kryształu na podstawie pliku CIF (Crystallographic Information File)

Projekt matematyczny

Laboratorium optycznego przetwarzania informacji i holografii. Ćwiczenie 4. Badanie optycznej transformaty Fouriera

Wojewódzki Konkurs Matematyczny dla uczniów gimnazjów. Etap Szkolny 23 listopada 2017 Czas 90 minut

WYZNACZANIE BRYŁY FOTOMETRYCZNEJ LAMP I OPRAW OŚWIETLENIOWYCH

Wojewódzki Konkurs Matematyczny dla uczniów gimnazjów. Etap Wojewódzki 16 lutego 2018 Czas 90 minut

Położenia, kierunki, płaszczyzny

Instytut Politechniczny Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa. Diagnostyka i niezawodność robotów

3.3. dwie płaszczyzny równoległe do siebie α β Dwie płaszczyzny równoległe do siebie mają ślady równoległe do siebie

Kryteria oceniania z matematyki w klasie pierwszej w roku szkolnym 2015/2016

KARTA KURSU DLA STUDIÓW PODYPLOMOWYCH

Transkrypt:

Uniwersytet Śląski Instytut Chemii Zakładu Krystalografii ul. Bankowa 14, pok. 133, 40-006 Katowice tel. 0323591503, e-mail: izajen@wp.pl, opracowanie: dr Izabela Jendrzejewska Laboratorium z Krystalografii Kombinacje elementów symetrii. Klasy symetrii. Cel ćwiczenia: tworzenie kombinacji elementów symetrii makroskopowej z wykorzystaniem programu komputerowego KRYS1, tworzenie klas symetrii oraz przedstawienie projekcji cyklograficznych i stereograficznych grup punktowych. Wstęp teoretyczny. Kombinacje elementów symetrii makroskopowej W kryształach elementy symetrii makroskopowej mogą występować pojedynczo (tylko jedna n-krotna oś symetrii, tylko jedna płaszczyzna itd.) oraz w różnych kombinacjach (zespołach). W tym drugim przypadku mówimy także o współistnieniu lub współwystępowaniu elementów symetrii. W kryształach występują kombinacje: 1. osi symetrii zwykłych 2. osi symetrii i środka symetrii 3. osi symetrii zwykłych i osi symetrii inwersyjnych. Nie są to jednak kombinacje całkowicie dowolne. Nakładane są na nie różne ograniczenia zależne bądź to od samych współistniejących elementów symetrii, bądź też powodowane są ich sieciową budową. Niemożliwe jest współistnienie np. dwóch przecinających się pod dowolnym kątem osi symetrii o dowolnej krotności. W takim przypadku bowiem obydwie osie będą powielały się w nieskończoność i nigdy nie zostanie uzyskana figura mająca np. tylko trzy osie symetrii. Podobnie będą nawzajem powielały się w nieskończoność płaszczyzna symetrii i położona ukośnie względem niej oś symetrii. Jednak w wielościanach krystalograficznych i w sieciach przestrzennych dwie osie symetrii czy płaszczyzna i oś symetrii, tworząc ze sobą ściśle określone kąty, nie powtarzają się w nieskończoność. Możliwe w nich są m.in. takie kombinacje elementów symetrii: n-krotna oś symetrii i n prostopadłych do niej dwukrotnych osi symetrii, n-krotna oś symetrii i n równoległych do niej płaszczyzn symetrii, dwie trójkrotne osie symetrii przecinające się pod kątem 109 28'16". Udowodniono, że liczba dopuszczalnych kombinacji elementów symetrii przechodzących przez środek geometryczny kryształu i odtwarzających jego symetrię wynosi 22. Klasy symetrii Klasy symetrii są to różne, możliwe w kryształach zespoły (kombinacje) makroskopowych elementów symetrii przecinających się w jednym punkcie. Klasy symetrii nazywa się krystalograficznymi grupami punktowymi lub krystalograficznymi klasami symetrii. Sieciowa budowa kryształów powoduje, że liczba krystalograficznych klas symetrii jest

ograniczona i równa 32: 10 elementów symetrii makroskopowej (1, 2, 3 4, 6, oraz 1,2,3,4, 6 ) i 22 oryginalne kombinacje elementów symetrii makroskopowej. Grupa punktowa symetrii jako grupa w sensie matematycznym Grupa w matematyce oznacza zbiór elementów powiązanych zależnościami: kombinacja każdych dwóch elementów lub kwadrat elementu musi tworzyć również element grupy dla iloczynu elementów grupy musi być spełnione prawo łączności P(QR) = (PQ)R jednym z elementów grupy musi być element tożsamościowy E, taki, że EP = PE = P każdy element grupy musi mieć odwrotność, będącą również elementem grupy, tzn. PP -1 = E Generatory grupy. Do jednoznacznego zdefiniowania grupy punktowej (klasy symetrii) nie jest konieczne podawanie wszystkich elementów grupy. Wystarczy podać jeden, dwa lub maksymalnie trzy elementy, które składane wzajemnie ze sobą wygenerują całą grupę. Elementy takie nazywamy generatorami grupy. Np. w grupie 2/m generatorami grupy są oś symetrii 2 [010] i płaszczyzna symetrii M (010), natomiast ich złożenie daje środek symetrii i przekształcenie tożsamościowe. Sprzęt: komputer z zainstalowanym programem komputerowym KRYS1 lub z dostępem do internetu. Wykonanie ćwiczenia: Część I. Zapoznanie się z kombinacjami elementów symetrii makroskopowej z wykorzystaniem programu komputerowego KRYS1 1.1. Nacisnąć ikonę z napisem KRYS1. 1.2. Wybrać opcję Symetria i dalej podopcję Prezentacja grup punktowych. 1.3. Korzystając z programu komputerowego zapoznać się z kombinacjami elementów symetrii makroskopowej. 1.4. Obserwować powstawanie projekcji cyklograficznej elementów symetrii charakterystycznych dla danej grupy punktowej. Część II. Zapoznanie się grupami punktowymi (klasami symetrii) z wykorzystaniem programu komputerowego KRYS1 2.1. Nacisnąć ikonę z napisem KRYS1. 2.2. Wybrać opcję Symetria i dalej podopcję Generowanie grup punktowych. 2.3. Korzystając z programu komputerowego zapoznać się z tworzeniem grup punktowych poprzez wybór trzech elementów symetrii, które będą poprawnymi generatorami danej grupy. Przy wyborze generatora grupy skorzystać z tabeli zamieszczonej w podręczniku Krystalografia, podręcznik wspomagany komputerowo. Część III. Budowanie modeli cząsteczek, szukanie dla nich elementów symetrii oraz określanie grupy punktowej korzystając z symboliki międzynarodowej oraz symboliki Schoenfliesa.

3.1. Korzystając z modeli atomów należy zbudować cząsteczkę benzenu, mocznika, metanu, chlorometanu, SF 6 oraz o-, m- i p- dichlorobenzenu, a następnie dla każdej cząsteczki znaleźć elementy symetrii w niej występujące. 3.2. Na podstawie znalezionych elementów symetrii określić grupę punktową podając odpowiedni symbol Schoenfliesa Przy określaniu symboliki Schoenfliesa należy skorzystać z następujących zasad: - Oznaczenia elementów symetrii: C X = X S X = X = m h ( h= horizontal, pozioma), płaszczyzna prostopadła do osi głównej v (v= vertical, pionowa), płaszczyzna zawierająca tą oś d (d= diagonal, przekątna) płaszczyzna zawierająca oś główną i połowiąca kąty między osiami dwukrotnymi prostopadłymi do osi głównej - Oznaczenia grup punktowych C i = 1 C X = X S x = X D x = X/22 C s = m C xh = X/m D xh = x/m2 C xv = X v D xd = X m T (tetraedr) dla grup 23 (T), m3 (T h ) i 4 3m (T d ) O (oktaedr) dla grup 432(O) i m3m (O h ) Problemy i zadania Zadanie 1 Pod każdym z podanych rysunków wpisz odpowiedni symbol grupy punktowej

Zadanie 2 Podaj, co oznaczają poszczególne pozycje w symbolach następujących grup punktowych: 4 2 2 4 2 ; 3 ; 422; 222; mm2 m m m m m Zadanie 3 Przy każdym podanym symbolu grupy punktowej wpisz właściwy układ krystalograficzny: a) 3m b) 222 c) 23 d) 432 e) 6mmm f) 1 g) 2/m Zadanie 4 Przedstawionej poniżej kombinacji elementów symetrii przyporządkuj projekcję cyklograficzną. 1 2 3 4

Zadanie 5 Która z projekcji 1 2 3 4 odpowiada przedstawionej kombinacji elementów symetrii Zadanie 6 Podaj symbol międzynarodowy grupy punktowej, której elementy symetrii przedstawione zostały na poniższej projekcji.

Zadanie 7 Korzystając z rachunku macierzowego podaj kierunek lub kierunki symetrycznie równoważne z kierunkiem [100] w klasie 4. Literatura. 1. Z.Trzaska-Durski, H.Trzaska-Durska, Podstawy krystalografii strukturalnej i rentgenowskiej, PWN Warszawa 1994. 2. Z. Trzaska-Durski i H. Trzaska-Durska Podstawy krystalografii, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2003 3. Z.Bojarski, M.Gigla, K.Stróż, M.Surowiec, Materiały do nauki krystalografii podręcznik wspomagany komputerowo PWN Warszawa 1996. 4. Z. Kosturkiewicz, Metody krystalografii, Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań 2004 5. Z. Bojarski, H. Habla i M. Surowiec, Materiały do nauki krystalografii, PWN, Warszawa 1986. 6. M. Van Meerssche i J. Feneau-Dupont, Krystalografia i chemia strukturalna, PWN, Warszawa 1984.