Кристалографія та мінералогія

Анотація навчальної дисципліни

         Мета дисципліни: формування комплексу знань, які , отримані при вивченні  дисципліни «Кристалографія   і  мінералогія»    необхідні для успішного освоєння дисциплін: нові матеріали, моделювання й оптимальні технологічні системи, теоретичні основи механізації й автоматизації процесів виробництва виливків, основи теорії плавки та виробництва виливків, проектування та виробництво оснастки, основи САПР, ювелірне та художнє литво, охорона праці; для виконання комплексних завдань на державному екзамені з спеціальних дисциплін, а також при підготовці до захисту дипломних проектів спеціалістів та кваліфікаційних робіт магістрів. 
           Завдання дисципліни:  навчитися використовувати основні закони  геометричної  кристалографії,  кристалохімії, кристалофізики; освоїти морфологію  та  генезис  мінералів,  їх  хімічний  склад та  фізичні властивості; вивчити технологічні методи управління на етапі формоутворення, на етапах заливання та охолодження виливків; визначати елементи  симетрії кристалів і встановлювати класифікаційне       положення  кристалу  в загальній  систематиці кристалографічних тіл; графічно зображувати кристали на площині; визначати  положення  окремих  граней  кристала  в  просторі,  їх взаємозв'язок і взаємне розміщення за допомогою геометричних констант; визначати структурні, фізичні та хімічні властивості мінералів;

Тематика та види навчальних занять

Для денної форми здобуття освіти

Лекційні заняття

        Лекція 1. «Розвиток  кристалографії та мінералогії. Вступ до кристалографії . Що таке кристалографія і кристали?  Історія становлення наук про кристали.».
        Лекція 2. «Вступ до мінералогії Що таке мінералогія і мінерали? Вклад українських вчених у світову науку в галузі кристалографії та мінералогії.».
        Лекція 3. «Структура і властивості кристалів  Кристалічні структури. Визначення кристалічної решітки, елементарного осередку. Типи кристалічних решіток.».
        Лекція 4.  «Симетрія в кристалах. Площина симетрії. Сингонії. Вісь симетрії. Поворотна вісь n - го порядку. Типи хімічних зв'язків у кристалах. Поліморфізм..».
         Лекція 5.  «Класифікація і діагностика мінералів.  Класифікація мінералів по хімічному складі. 
Мінерали розділяють по їх складу, з огляду на генетичне походження й основний хімічний елемент, а також фізичні властивості.».
       Лекція 6.  «Методи діагностики ювелірних мінералів. Методи діагностики засновані на визначенні найважливіших властивостей і внутрішніх особливостей мінералів.».
       Лекція 7.  «Основні мінерали вуглецю.  Алмаз – самий унікальний самородний мінерал. Кристалічні ґрати алмаза забезпечують високі фізичні і хімічні властивості. Полікристалічні різновиди алмазу.  Найбільш розповсюджені різновиди алмазу – карбонадо, борт і балас, їхніх властивостей і призначення.».
       Лекція 8.  «Методи і техніка обробки кристалів мінералів. Природна краса мінералів може бути посилена спеціальним огранюванням  граней кристалів.».
       Лекція 9.  «Кришталево - мінералогічні різновидності окислів та силікатів. Поширення мінералів окису алюмінію. Червоні різновиди мінералу корунду. Корунд, що кристалізується в тригональній сингонії з домішками  окису хрому,  дає мінерал червоного кольору.».
       Лекція 10. «Різноманіття колірних характеристик корунду. Невеликі добавки іонів титана і заліза обумовлюють різноманіття кольорів корундів, а також їхня зміна при нагріванні й опроміненні».
       Лекція 11. «Мінерали алюмосилікатів берилію. Досконалість кристалічної будівлі берилів. Габітус кристалів берилів – призми або біпіраміди, що багато в чому визначає їхню високу твердість до 8 по шкалі Мооса.».
      Лекція 12. «Інтенсивність фарбування берилів. Наявність домішок більшості елементів обумовлює різноманіття колірних характеристик і властивостей берилів.».
      Лекція 13. «Найбільш значимі мінерали кремнезему.  Кристалічні різновиди кварцу. Властивості кристалічного  кварцу обумовлює його широке застосування в техніку. Скрито-кристалічні різновиди кварцу. Кристалічна будівля можна знайти під мікроскопом, де волокнисті кристали кварцу стягнуті в сфероліти з радіальними променями.».
        Лекція 14. «Методи вирощування монокристалів. Способи виготовлення синтетичних кристалів. Спосіб вирощування кристалів мінералів залежить від хімічного складу сировини.».
        Лекція 15. «Основні синтетичні кристали та їхні імітації. Синтетичні кристали можуть відповідати хімічному складові природних мінералів, але і не мати природних аналогів.».

Практичні заняття

        Практичне заняття №1. «Гоніометрія та проекція монокристалів. закон постійства граних кутів».
        Мета заняття: Вивчити основні методи зображення кристалів на площині з точним дотриманням закономірностей, що випливають із внутрішньої будови цієї речовини.
        Практичне заняття №2. «Рішення кристалографічних завдань
на сітці Вульфу».
        Мета заняття: Ознайомитись із методикою роботи на сітці Вульфа. Опанувати навички побудови стереографічних напрямів, заданих сферичними координатами. Вивчити методику визначення кутів між напрямками, заданими на сітці Вульфа.
        Практичне заняття №3. «Визначення елементів симетрії
на моделях кристалів».
        Мета заняття: Вивчити елементи симетрії. Опанувати навички визначення елементів симетрії на моделі кристалічного багатогранника. Побудувати стереографічну проекцію знайдених елементів симетрії.
        Практичне заняття №4. «Кристаллографические символы плоскостей».
        Мета заняття: Вивчити правила встановлення у кристалах семи сингоній, а також способи визначення кристалографічних символів площин та напрямків. Опанувати навички визначення кристалографічних осей на моделі кристалічного багатогранника, знаходження одиничної площини, а також визначення наявних у ньому кристалографічних символів площин і напрямків..
        Практичне заняття №5. «Просторі групи.».
        Мета заняття: Ознайомитись з описом елементів симетрії, що виникають при розгляді періодично розташованих частинок. Освоїти принципи утворення просторових груп симетрії. Вивчити двовимірні просторові групи. Шляхом використання мультимедійних засобів вивчити GIS-файли, що відображають 32 просторові групи.
       Практичне заняття №6. «Вивчення деяких структурних типів.».
       Мета заняття: Ознайомитись з описом деяких структурних типів. Використовуючи мультимедійні засоби, вивчити 3D-моделі, що відображають кристалічну будову ювелірних каменів. За результатами вивчення 3D-моделі скласти звіт, що включає скріншоти, що відображають ілюстрації, наведені в описі деяких структурних типів, опис елементарного осередку, просторової групи симетрії, її подання у вигляді координаційних тетраедрів, а також кульової упаковки.
      Практичне заняття №7. «Діагностичні властивості мінералів».
      Мета заняття: Ознайомитись з особливостями морфології, найголовнішими фізичними та хімічними властивостями мінералів.
     - Вивчити запропоновані зразки з робочої мінералогічної колекції.
     - дати характеристику морфології мінеральних індивідів (вигляд, габітус, сингонія),
     - Визначити типи мінеральних агрегатів;
     - Визначити фізичні властивості мінералів (колір, колір риси, блиск, спайність, твердість, крихкість/ковкість, намагнічуваність);
 - визначити хімічні (розчинність у кислотах та основах) та особливі властивості мінералів.

Для заочної форми здобуття освіти

Лекційні заняття
        Лекція 1, 2.  «Вступ до кристалографії . Що таке кристалографія і кристали?  Історія становлення наук про кристали. Структура і властивості кристалів  Кристалічні структури. Визначення кристалічної решітки, елементарного осередку. Типи кристалічних решіток».
        Лекція 3, 4.. «Вступ до мінералогії Що таке мінералогія і мінерали? Вклад українських вчених у світову науку в галузі кристалографії та мінералогії. Симетрія в кристалах. Площина симетрії. Сингонії. Ось симетрії. Поворотна ось n-го порядку. Типи хімічних зв'язків у кристалах. Поліморфізм».

Практичні заняття
       Практичне заняття №1. «Визначення твердості мінералів по шкалі Мооса ».
       Мета заняття: Навчитися відрізняти мінерали за твердістю.
       Практичне заняття №2. «Визначення прозорості мінералів».
       Мета заняття: Навчитися відрізняти мінерали за прозорістю.
Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.

 Індивідуальна робота

Для денної форми здобуття освіти
       Самостійна робота є основним засобом засвоєння студентом навчального матеріалу в час, вільний від обов'язкових навчальних занять. 
       Самостійна робота складає 120 години. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
1)    підготовка до лекційних занять – 50 годин;
2)    підготовка до практичних занять – 50 години;
3)    підготовка до екзамену – 20 годин.

Для заочної форми здобуття освіти
       Самостійна робота є основним засобом засвоєння студентом навчального матеріалу в час, вільний від обов'язкових навчальних занять. 
       Самостійна робота складає 152 години. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
1)    підготовка до лекційних занять – 4 години;
2)    підготовка до практичних занять – 4 години;
3)    підготовка до екзамену – 20 години.

 Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Для денної форми здобуття освіти

      Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та практичних занять, виконують дві модульні контрольні роботи у  семестрі. Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі у  семестрі. Кожний модуль оцінюється у 50 балів. Оцінювання модулю здійснюється по накопичувальній системі: 30 балів за модульну контрольну роботу та 20 балів за захищені практичні роботи у терміни згідно з календарним графіком навчального току.             Семестровий модуль №1 МКР1. Модульна контрольна робота – 30 балів (8 тиждень). ПР – 20 балів (1-8 тиждень). Перескладання можливе протягом 9-11 тижнів за розкладом консультацій. Семестровий модуль №2 МКР2. Модульна контрольна робота – 30 балів (15 тиждень). ПР – 20 балів (9-15 тиждень).
    До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни на не менш, ніж 60%. Екзамен відбувається за всіма тематичними (змістовними) модулями дисципліни. Складання/перескладання екзаменів зорганізується за встановленим делегатом розкладом.

Для заочної форми здобуття освіти

     Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Здобувачі на початку семестру готуються до лекційних та практичних занять, виконують дві модульні контрольні роботи у  семестрі. Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі у  семестрі. Кожний модуль оцінюється у 50 балів. Оцінювання модулю здійснюється по накопичувальній системі: 30 балів за модульну контрольну роботу та 20 балів за захищені практичні роботи у терміни згідно з календарним графіком навчального току
     До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни на не менш, ніж 60%. Екзамен відбувається за всіма тематичними (змістовними) модулями дисципліни. Складання/перескладання екзаменів зорганізується за встановленим делегатом розкладом
      Семестровий модуль №1 МКР1. Модульна контрольна робота – 30 балів (8 тиждень). ПР – 20 балів (1-8 тиждень). Перескладання можливе протягом 9-11 тижнів за розкладом консультацій.                      .     Семестровий модуль №2 МКР2. Модульна контрольна робота – 30 балів (15 тиждень). ПР – 20 балів (9-15 тиждень).

 Політика освітнього процесу та умови допуску до підсумкового контролю

       Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання, відвідувати консультації викладача з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи, питань. Такій підхід сприяє формуванню академічної культури та академічної доброчесності, здобуттю навичок самостійної роботи і формування відповідних компетентностей, як для успішного навчання на відповідному освітньому рівні, так і для майбутньої професійної діяльності.

       Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.

       Відсутність здобувача на екзамені або на контрольній роботі відповідає оцінці «0». 

       Складання/перескладання екзаменів – за встановленим деканатом розкладом. 

       Під час лекції користуватися телефонами забороняється.  

        Заборонено використання будь-яких літературних джерел, конспектів лекцій, шпаргалок під час проходження модульних контролів та складання іспиту з дисципліни.