U N I V E R S I D A D A L A S P E R U A N A S FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS CRISTALOGRAFÍA SÍLABO 1. DATOS GENERALES: CARRERA PROFESIONAL : INGENIERÍA DE MINAS CÓDIGO CARRERA PRO. : 32 ASIGNATURA : CRISTALOGRAFÍA CÓDIGO DE ASIGNATURA : 32-209 Nº DE HORAS TOTALES : 5 HORAS SEMANALES Nº DE HORAS TEORÍA : 3 HORAS SEMANALES Nº DE HORAS PRÁCTICA : 2 HORAS SEMANALES Nº DE CRÉDITOS : 4 CRÉDITOS POR CICLO CICLO : IV CICLO PRE-REQUISITO : QUÍMICA II 32-113 TIPO DE CURSO : OBLIGATORIO DURACIÓN DEL CURSO : 18 SEMANAS EN TOTAL CURSO REGULAR : 17 SEMANAS EXAMEN SUSTITUTORIO : 1 SEMANA 2. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA Breve introducción a la cristalografía geométrica. Principios de cristaloquímica, investigación de la estructura cristalina. Principios de cristalofísica. Principales propiedades físicas. Introducción a la óptica cristalográfica. Aplicación del crecimiento de cristales en geología y en la industria moderna. Breve introducción a la mineralogía determinativa. 3. OBJETIVOS Dar una visión general de la cristalografía geométrica, cristaloquímica y cristalofísica aplicadas a la investigación de minerales para una mejor comprensión de los fenómenos geológicos y comportamiento de los mismos en los diferentes procesos de las industrias en que intervienen. 4. CONTENIDO ANALÍTICO
PROGRAMA ANALÍTICO PARTE TEÓRICA SEMANA 1 Introducción a la cristalografía geométrica Teoría de agrupación de puntos. Repetición. Elementos de simetría Operaciones de simetría, características. Definición de cristales. Discusión. SEMANA 2 Clases de simetría y Sistemas cristalinos: Principales leyes de la cristalografía geométrica. Deducción de las clases de simetría. SEMANA 3 Descripción de los sistemas cristalinos. Sistema cúbico, tetragonal, hexagonal, romboédrico, monoclínico y triclínico. SEMANA 4 Introducción a la cristaloquímica: principios básicos para la descripción de estructuras cristalinas. Concepto de celda elemental, contenido. Grupos especiales, descripción. Distancias interatómicas. Coordinación, tipos. Formulas cristaloquímicas. Tipos de enlaces. SEMANA 5 Características dimensionales de la estructura cristalina: Radio metálico efectivo. Radio iónico efectivo. Radio efectivo en el enlace van der walls. Relación entre radio efectivo y estructura. Límite del concepto de radio efectivo. SEMANA 6 Aplicación de la electrostática en la cristaloquímica: principales conceptos de cristaloquímica aplicados a mineralogía: Isomorfismo Polimorfismo. Cristales mixtos. Descripción de las principales estructuras presentes en minerales. SEMANA 7 Introducción a la investigación de la estructura cristalina: introducción a los métodos de radiación X: Principios generales de la difracción de Rayos X. Discusión de la ley de Braga. Diferentes métodos de investigación con Rayos X. método del polvo: con difractómetro con cámara debyc. SEMANA 8 EXAMEN PARCIAL SEMANA 9
Principios de identificación. Método hannawalt. Métodos espectroscópicos: espectroscopia infrarroja. Espectroscopia de resonancia magnética. Espectroscopia de efecto mossbauer. SEMANA 10 Introducción a la cristalografía: Propiedades físicas importantes en la determinación macroscópica de minerales: Morfología externa. Color, brillo, índice de refracción, reflectancia, peso específico, fractura y clivaje, fragilidad, maleabilidad y elasticidad, propiedades magnéticas, radiactividad, luminiscencia, piezoelectricidad, piroelectricidad, dilatación. SEMANA 11 Propiedades ópticas importantes en la determinación microscópica de minerales: comportamiento de los cristales en luz polarizada. Indicatriz óptica de los cristales uniaxicos. Indicatriz óptica de los cristales biaxicos. SEMANA 12 Conceptos generales sobre la determinación de las principales constantes ópticas: índice de refracción, color y pleocroismo, orientación óptica. SEMANA 13 Introducción al Estudio de Crecimiento de Cristales: Introducción a la interpretación de diagramas de fase. Crecimiento natural de cristales: cristalización en espacios abiertos. Cristalización en sistemas cerrados. Crecimiento artificial de cristales: crecimiento artificial de cristales en la investigación mineralógica (Mineralogía Experimental). Crecimiento de cristales en la industria electrónica. Cristales artificiales para equipos de análisis. Cristalización en la producción de gemas artificiales. Cristalización en la industria metalúrgica. SEMANA 14 Introducción a la Mineralogía Determinativa: Clasificación sistemática de los minerales. Métodos de determinación mineralógica. SEMANA 15 Seminario de Discusión. SEMANA 16 EXAMEN FINAL SEMANA 17 EXAMEN SUSTITUTORIO PROGRAMA ANALÍTICO PARTE PRÁCTICA
SEMANA 1 La Proyección estereográfica: formas para la proyección estereográfica. Proyección de sólidos en la red estereográfica. Ejercicios de cálculos en la red estereográfica. Proyección de los principales elementos de simetría en la red estereográfica. Operaciones de simetría en la red estereográfica. SEMANA 2 Proyección de las principales formas del sistema cúbico. Formas simples, formas combinadas. Proyección de formas simples y combinadas del sistema tetragonal. SEMANA 3 Proyección de las principales formas del sistema tetragonal. Proyección de las principales formas del sistema hexagonal y romboédrico. Proyección de formas del sistema mono y triclínico. SEMANA 4 Revisión de los conceptos de operaciones de simetría, aplicados a la estructura fina de cristales. Los retículos depraváis. Estructuras simples. SEMANA 5 Determinación de la celda primitiva, determinación del tipo de coordinación. Cálculo del volumen y densidad de la celda unidad. SEMANA 6 Revisión de los diferentes tipos de estructuras comunes en metales nativos. SEMANA 7 Revisión de los principales tipos de estructuras comunes en sulfuros, óxidos y silicatos. SEMANA 8 EXAMEN PARCIAL SEMANA 9 Determinación de los parámetros reticulares de una sustancia cúbica. Práctica con la cámara debye sehrerr. Determinación del Au en una sustancia cúbica. Determinación de los índices para reflexiones encontradas en la película del ejercicio anterior. Práctica de identificación usando difractogramas. Métodos Hannawalt. SEMANA 10 Práctica de determinación de propiedades físicas. Determinación de dureza (diversos métodos). Determinación de clivaje. SEMANA 11
Práctica de molienda de minerales. Determinación de peso específico (diversos métodos). Fluorescencia y fosforescencia Radioactividad. Otras propiedades. SEMANA 12 Propiedades ópticas de los cristales. Determinación del índice de refracción. Cristales isótropos, reconocimiento. Cristales anisótropos, reconocimiento. SEMANA 13 Práctica de crecimiento de cristales. SEMANA 14 Crecimiento de cristales por saturación de soluciones. SEMANA 15 Practica de introducción a la mineralogía descriptiva. SEMANA 16 EXAMEN FINAL SEMANA 17 EXAMEN SUSTITUTORIO 5. SISTEMA DE EVALUACION El reglamento vigente de la universidad exige la asistencia obligatoria a clases y que el profesor pase lista de asistencia en cada clase que dicta, anotando las inasistencias en el registro que le proporciona la Universidad. Dada la naturaleza del curso respecto a que imparte conocimientos pero además es de suma importancia la transmisión directa de la experiencia del profesor y que los alumnos participen activamente en el aula, se reitera que es de vital importancia la asistencia a clases. La justificación de las inasistencias sólo será aceptada con el informe que pueda elevar, el Departamento de Bienestar Universitario, al profesor del curso con copia al Director Académico de la Carrera. Finalmente, debe quedar perfectamente entendido que sólo cuando el alumno asiste a clases, gana el derecho de ser evaluado y que en todo momento estará presente la normatividad expresada en el reglamento de la Universidad. La modalidad de Evaluación sería la siguiente: Promedio de Prácticas Calificadas (PPC), que consisten en Ejercicios dados por el profesor del curso al alumno para que haga
investigación sobre los temas y las responda utilizando la forma de Hojas Escritas. Examen Parcial (EP), que consiste de una evaluación teórico - práctico de conocimiento y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. Examen Final (EF), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. Tarea Académica (TA), que consiste en trabajos del curso asignados por el docente y que fomenten la investigación en la materia del curso. La Nota Final (NF) la obtenemos de la siguiente manera: Examen Sustitutorio (ES), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. La nota obtenida en el examen sustitutorio, podrá reemplazar la nota más baja que el alumno haya obtenido en su Examen Parcial o en el Examen Final y de proceder el reemplazo, se recalculará la nueva nota final. En caso la nota del Examen Sustitutorio sea más baja que la nota más baja del Examen Parcial o del Examen final, no se reemplazará ninguna de ellas, quedando el alumno con la nota obtenida hasta antes del examen Sustitutorio. Es de total aplicación el Reglamento Transitorio de Evaluación de la Universidad entregado al alumno. 6. BIBLIOGRAFÍA FLINT, (1973), Principio de Cristalografía. Paz, Rusia. PHILIPS, (1972), Introducción a la Cristalografía. Paraninfo, España. DANA (1975), Manual de Mineralogía. Reverte, Argentina. DANA, FORD, Tratado de Mineralogía. KLOCKMAN RAMDOHR, Tratado de Mineralogía. BLOSS, Mineralogía Óptica. WOOD, Cristales.