PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Seminario - Laboratorio de Difracción de Rayos X"

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1 PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Seminario - Laboratorio de Difracción de Rayos X" Grupo: Grp Seminario - Laboratorio de Difracción de.(937281) Titulacion: Máster Universitario en Estudios Avanzados en Química Curso: DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA/GRUPO Titulación: Año del plan de estudio: Centro: Asignatura: Código: Tipo: Curso: Período de impartición: Ciclo: Grupo: Créditos: Horas: Área: Departamento: Dirección postal: Dirección electrónica: Máster Universitario en Estudios Avanzados en Química 2010 Facultad de Química Seminario - Laboratorio de Difracción de Rayos X Optativa 1º Curso completo 2º Grp Seminario - Laboratorio de Difracción de. (1) Cristalografía y Mineralogía (Área principal) Cristalografía, Mineralogía y Química A. (Departamento responsable) FACULTAD DE QUÍMICA, C/ PROFESOR GARCÍA GONZÁLEZ, S/N SEVILLA COORDINADOR DE LA ASIGNATURA APARICIO FERNANDEZ, PATRICIA PROFESORADO 1 APARICIO FERNANDEZ, PATRICIA Curso académico: 2015/2016 Última modificación: de 6

2 OBJETIVOS Y COMPETENCIAS Objetivos docentes específicos El curso tiene como objetivo fundamental introducir al alumno en el conocimiento de las técnicas experimentales que permiten obtener información de la estructura cristalina a escala atómica, como base para interpretar las propiedades físico-químicas de los distintos tipos de materiales. A partir de los procesos de dispersión elástica de rayos X el alumno entrará en contacto con las distintas técnicas de difracción y sus aplicaciones en la caracterización de materiales cristalinos. Estas técnicas han permitido, a lo largo de estas últimas décadas, no sólo obtener información de la estructura, superficie y propiedades de los sólidos, sino que han contribuido notablemente al desarrollo de nuevos materiales o materiales mejorados, en relación con diferentes propiedades tecnológicas. Competencias Competencias transversales/genéricas Capacidad de trabajar individualmente y en equipo. Capacidad de comunicación tanto oral como escrita. Capacidad de conocer y adaptarse a los entornos en evolución. Deseo de perfeccionamiento profesional continuado. Espíritu crítico. Sensibilidad ética, socioeconómica y medioambiental. Disposición para colaborar de manera abierta con otros profesionales. Competencias específicas Que los estudiantes hayan adquirido una formación especializada y avanzada en Química, en el ámbito de las diferentes materias del Máster. Que los estudiantes sean capaces de realizar las tareas recogidas en los objetivos del dominio de las habilidades de las diferentes materias del Máster. Que sean capaces de discutir, realizar trabajos y participar activamente en seminarios de disciplinas relacionadas con las especialidades del Máster. Que hayan adquirido un amplio conocimiento de los reglamentos de seguridad e higiene en relación con las disciplinas propias del Máster. Que hayan adquirido los rudimentos necesarios para que estén en disposición de empezar a investigar. Que hayan adquirido los conocimientos y técnicas básicos sobre la metodología de la investigación. Que conozcan y manejen las herramientas necesarias para llegar al umbral del terreno científico en que sea posible desarrollar investigación original. Que conozcan el contenido y significación de los problemas relevantes en cada área de investigación. Que hayan adquirido la capacidad para asimilar el contenido de las publicaciones relacionadas con su área de especialización. Que conozcan los resultados y problemas básicos de su área de especialización siendo capaces de iniciar un trabajo de investigación con apoyo experto. Que estén capacitados para poder trabajar con garantías en cualquier laboratorio del área de la Química, así como para orientar su futuro profesional. Que hayan conseguido un nivel de competencias y conocimiento que les proporcione una formación suficiente para que, aquellos que deseen continuar su formación investigadora, puedan acceder al doctorado. Capacidad de análisis de problemas realizando: medidas y cálculos, modelos y simulaciones de los problemas estudiados. Capacidad de llevar a cabo controles de estudio e informes. Capacidad de redactar memorias e informes. Capacidad de identificar errores y posibles mejoras en los sistemas o procesos desarrollados. Capacidad de realizar un análisis cuantitativo y cualitativo del funcionamiento y mejoras de los procesos. Capacidad de encontrar la información necesaria para resolver los problemas objeto de estudio, valorar el estado del arte sobre ellos y realizar análisis críticos de los mismos. Capacidad de aplicar los conocimientos adquiridos a un amplio abanico de áreas: industrial, medioambiental, de servicios etc. Capacidad de diseñar y desarrollar soluciones, dentro del ámbito de la química, que necesiten una investigación especial. Capacidad para combinar efectivamente los conocimientos para resolver problemas multidisciplinares. CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA Relación sucinta de los contenidos (bloques temáticos en su caso) Descriptores: Difracción por los sólidos. Leyes de simetría en los cristales. Difracción por materiales policristalinos y monocristales. Contenidos teóricos: 1. Fundamentos de la Difracción de Rayos X. Interacción de la radiación con la materia. Producción de Rayos X. Métodos de difracción de Rayos X. Factores que afectan a la intensidad de los Rayos-X difractados. 2. Estrategias para la adquisición de datos. Medida y evaluación de errores. Procedimientos generales de reducción de datos. 3. Análisis cualitativo de fases cristalinas. Desarrollo de rutinas de evaluación. Métodos de Regresión. 4. Introducción al análisis estructural mediante el Método Rietveld 5. Difracción de rayos X de monocristales. Fundamentos y aplicación. 6. Otras aplicaciones de la difracción de rayos X: alta resolución, reflectometría, mapeo de espacio recíproco, difracción de Rayos X a incidencia rasante en plano (IP-GID), dispersión de Rayos X a bajo ángulo e incidencia rasante (GI-SAXS), tensión residual y estrés, análisis de textura, análisis mediante capilares y micro-difracción. Curso académico: 2015/2016 Última modificación: de 6

3 Contenidos prácticos: Interpretación de difractogramas, resolución estructura monocristal. Prácticas en aula de informática Servicio General de Investigación de Rayos X Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos Temario Teórico Tema 1.- Fundamentos de la Difracción de Rayos X. Interacción de la radiación con la materia. Producción de Rayos X. Métodos de difracción de Rayos X. Factores que afectan a la intensidad de los Rayos-X difractados. (2 horas) Tema 2.- Métodos de polvo cristalino (6 horas) 2.1. Estrategias para la adquisición de datos. Medida y evaluación de errores. Procedimientos generales de reducción de datos Análisis cualitativo de fases cristalinas. Desarrollo de rutinas de evaluación Manejo y mantenimiento de bases de datos 2.4. Introducción al análisis cuantitativo de fases cristalinas.métodos de Regresión. Método Rietveld 2.5. Refinamiento estructural mediante el Método Rietveld. Intensidad de los picos: orígenes y fundamentos. Introducción al análisis Rietveld con el programa Topas. Tema 3.- Métodos de monocristal (2 horas) Difracción de rayos X de monocristales. Fundamentos. Selección de cristales Tema 4.- Otras Aplicaciones de la difracción de rayos X (2 horas) Alta resolución, reflectometría, mapeo de espacio recíproco, difracción de Rayos X a incidencia rasante en plano (IP-GID), dispersión de Rayos X a bajo ángulo e incidencia rasante (GI-SAXS), tensión residual y estrés, análisis de textura, análisis mediante capilares y microdifracción. Temario Práctico (8 h). La fase práctica se desarrollará en el Laboratorio de Rayos X del Centro de Investigación, Tecnología e Innovación de la Universidad de Sevilla (CITIUS) Obtención de diagramas de difracción de RX por los métodos de polvo cristalino y monocristal Interpretación de los resultados obtenidos ACTIVIDADES FORMATIVAS Relación de actividades formativas del primer cuatrimestre Clases teóricas Clases expositivas: el profesor presentará los conceptos básicos a desarrollar. Posteriormente, y durante su tiempo de trabajo personal, el alumno podrá profundizar en los aspectos expuestos consultando la bibliografía recomendada. Clases de problemas: El profesor resolverá en clase ejercicios tipo. Los estudiantes deberán entregar un cierto número de ejercicios resueltos que se les habrán propuesto previamente. Estudio de casos prácticos: Explicación de los procedimientos por el profesor y posterior aplicación a casos prácticos de la bibliografía, incluyendo discusión en grupo. Prácticas de Laboratorio Prácticas de laboratorio, incluyendo preparación de muestras, aprendizaje del funcionamiento de aparatos, aplicación de técnicas e instrumentos, análisis de los resultados obtenidos, etc. Una vez finalizadas las clases de laboratorio, los alumnos elaborarán un informe detallado de cada una de las unidades prácticas realizadas, presentando un análisis crítico de los resultados obtenidos y las conclusiones alcanzadas. Curso académico: 2015/2016 Última modificación: de 6

4 Prácticas informáticas Manejo de paquetes informáticos: el profesor explicará el uso práctico de programas informáticos y bases de datos. El alumno, en su tiempo de trabajo personal, realizará ejercicios seleccionados por el profesor con el objetivo de profundizar en el conocimiento de las técnicas y procedimientos de búsqueda expuestas. AAD sin presencia del profesor A propuesta del profesor, los alumnos realizarán trabajos dirigidos individualmente o en grupo. La entrega del trabajo puede estar complementada por exposiciones por parte del alumno y realización de seminarios respecto al tema planteado. Los alumnos realizarán un análisis crítico de la información recibida, en una discusión orientada por el profesor, que permita afianzar los conocimientos adquiridos y establecer estrategias de actuación. BIBLIOGRAFÍA E INFORMACIÓN ADICIONAL Bibliografía general Elements of X-ray diffraction. Cullity BD. Edición: Addison and Wesley. X-ray difraction by disorder and ordered system Hukins, David WL Edición: 1984 Pergamon Press Quatitative X-ray difractometry Zevin L.V., Kimmel G. Edición: 1995 Springer X-ray difraction procedures. For polycrystalline and amorphous materials Klug H.P., Alexander LE Edición: 1974 Wiley-Interscience Structural and chemical analysis of materials. X-ray and neutron diffraction... Eberhart J.P. Edición: 1991 Wiley Bibliografía específica Quantitative Methods in Soil Mineralogy. Amonette J.E., Zelazny (Eds.) Edición: (1994) Soil Science Society of America Miscellaneous Publication.462 pp. Curso académico: 2015/2016 Última modificación: de 6

5 Methods for determination of mineralogy and environmental availability. Amonette J.E. Edición: (2002) Chapter 5 in J.B. Dixon & S. Schulze (eds.) Soil Mineralogy with Environmental Applications Nº7 in the Soil Science Society of America Book. Información adicional Artículos seleccionados de las revistas científicas: Acta Cristallographica Journal of Applied Crystallography Páginas web: Descripción de los fenómenos de interferencias de ondas. Interactivo. ; geometría difracción; intesidad; métodos difracción. Interactivo. Ejercicios evaluación Introducción general a la difracción de rayos-x Base de datos de minerales; formas y estructuras cristalinas de minerales; diagrama de difracción. Base de datos de numerosos compuestos cristalinos que incluye estructura, G.E.S., parámetros, posiciones atómicas, líneas diagrama de difracción, CPDS card, etc. Recursos de Cristalografía en Internet. Página de Educación de la International Union of Crystallography ilustración sobre la ley de Bragg Página de Cursos de Cristalografía de la International Union of Crystallography SISTEMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN Sistema de evaluación Sistema de Evaluación El control de asistencia y de atención/participación a las distintas actividades organizadas durante el curso. La evaluación individualizada de los trabajos dirigidos y de los ejercicios prácticos realizados a propuesta del profesor. La evaluación del trabajo realizado en el laboratorio, de los resultados obtenidos y del análisis de los mismos llevado a cabo por el alumno. La evaluación de los informes presentados. La evaluación de las exposiciones realizadas por el alumno Si tras la evaluación continua los alumnos no hubieran superado la asignatura, se realizará un examen final. Criterios de calificación Evaluación contínua: Evaluación individualizada de trabajos dirigidos (50%) Interpretación de ejercicios prácticos (50%) En caso de que los alumnos no superen la evaluación contínua se realizará un examen final (100% calificación). Podrán optar a dicho examen aquellos alumnos que tras superar la evaluación contínua quieran incrementar su calificación final. CALENDARIO DE EXÁMENES Consulte al Centro para obtener información sobre el calendario de exámenes. TRIBUNALES ESPECÍFICOS DE EVALUACIÓN Y APELACIÓN Curso académico: 2015/2016 Última modificación: de 6

6 Presidente: Vocal: Secretario: Primer suplente: Segundo suplente: Tercer suplente: MARIA ISABEL GONZALEZ DIEZ ADOLFO MIRAS RUIZ MARIA ISABEL CARRETERO LEON PATRICIA APARICIO FERNANDEZ MARIA AUXILIADORA VAZQUEZ GONZALEZ ANTONIO ROMERO BAENA ANEXO 1: HORARIOS DEL GRUPO DEL PROYECTO DOCENTE Los horarios de las actividades no principales se facilitarán durante el curso. GRUPO: Grp Seminario - Laboratorio de Difracción de. (937281) Calendario del grupo CLASES DEL PROFESOR: APARICIO FERNANDEZ, PATRICIA HORARIO SIN ESPECIFICAR Curso académico: 2015/2016 Última modificación: de 6