Curso Académico:
2022/23
26402 - Cristalografía
Información del Plan Docente
Año académico:
2022/23
Asignatura:
26402 - Cristalografía
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
296 - Graduado en Geología
588 - Graduado en Geología
Créditos:
6.5
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Formación básica
Materia:
Geología
1.1. Objetivos de la asignatura
La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:
El principal objetivo de esta materia es que el estudiante adquiera los conocimientos adecuados para conocer y comprender las estructuras cristalinas de los minerales y sus propiedades, así como el vocabulario utilizado en este campo. Conocer los fundamentos de la materia cristalina es básico para el geólogo, ya que constituye la mayor parte de los materiales geológicos.
Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro.
Objetivo 4: Educación de calidad.
1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación
Es una asignatura básica que sirve de apoyo a las que estudian los materiales geológicos, principalmente Mineralogía y Petrología. A su vez, precisa de la ayuda de otras materias básicas, especialmente Matemáticas, Física y Química.
1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura
Requiere conocimientos básicos de matemáticas, física y química. Incluye una alta carga de conceptos que requieren un cierto nivel de abstracción por parte de los estudiantes. Además de la asistencia y seguimiento de las clases presenciales, se espera un trabajo personal y continuado del estudiante. La consulta de diversas fuentes bibliográficas se considera fundamental para la consecución de los objetivos previstos en la asignatura
2. Competencias y resultados de aprendizaje
2.1. Competencias
Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...
Conocer y aplicar conceptos, principios, metodologías, modelos y teorías propios de la disciplina.
Adquirir, clasificar e integrar diversos tipos de datos y observaciones.
Formular y contrastar hipótesis mediante el análisis objetivo de datos y observaciones
Aplicar el conocimiento adquirido para abordar y resolver casos usuales o nuevos
Recoger, almacenar y analizar datos utilizando las técnicas adecuadas.
Desarrollar el trabajo de laboratorio de forma responsable y segura.
Utilizar inglés científico tanto para la obtención de información como para la transferencia de la misma.
Transmitir adecuadamente la información de forma escrita, verbal y gráfica tanto para una audiencia especializada, como no especializad.
Desarrollar un método de estudio y trabajo versátil adaptable y flexible
2.2. Resultados de aprendizaje
El aprendizaje de esta asignatura supondrá para el estudiante...
1: Reconocer y describir los caracteres de los modelos geométricos de la materia cristalina.
2: Capacidad de utilizar las técnicas básicas para la identificación mineral.
3: Localizar y leer textos científicos e información en internet, en español y en inglés sobre cuestiones básicas de cristalografía; seleccionar y comprender la información relevante que contiene en relación con cuestiones cristalográficas concretas.
4: Relacionar los conocimientos adquiridos sobre la cristalografía con el resto de disciplinas del grado.
5: Manejar adecuadamente el microscopio de polarización de luz transmitida.
6: Observar, determinar y describir, utilizando el vocabulario adecuado, las propiedades ópticas de los cristales bajo el microscopio de polarización de luz transmitida.
7: Adquirir, analizar e interpretar datos sobre la estructura cristalina de los minerales obtenidos a partir del trabajo de laboratorio, especialmente bajo el microscopio de polarización de luz transmitida.
2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje
La Cristalografía es una pieza básica en el entramado de conocimientos del futuro geólogo, y su aprendizaje es fundamental, por sí mismo y por sus relaciones con el resto de disciplinas. El estudio de las estructuras cristalinas supone ejercitarse en las observaciones en detalle, en el análisis sistemático de la información, y en el razonamiento en su interpretación. Comprender el ordenamiento de las estructuras cristalinas y sus propiedades es fundamental para el aprovechamiento en el resto de las materias que hacen referencia a la materia cristalina y sus propiedades: Mineralogía, Petrología, Recursos Minerales.
3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba
El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion
Prueba global de evaluación
A) Examen de teoría 60% de la nota global
B) Exámenes de prácticas 40% de la nota global
B1. Cristalografía Geométrica y difracción
B2. Microscopía óptica
En la calificación de las pruebas se valorarán la demostración de la asimilación de los conocimientos y el desarrollo de las habilidades correspondientes a la materia. Se tendrá en cuenta especialmente la habilidad para relacionar los conceptos entre sí, elaborar síntesis y encuadrarlos dentro del contexto de la ciencia, así como la claridad y el rigor en la exposición de temas y el uso del vocabulario específico. Por el contrario, la falta de precisión, la incorrección gramatical, y otros defectos en la exposición que dificulten la comprensión de la argumentación se valorarán negativamente en las pruebas escritas.
El uso de la bibliografía recomendada se valorará en la prueba teórica
Es preciso aprobar las tres pruebas (A, B1 y B2) por separado (con un 5). Las partes aprobadas se considerarán eliminadas a efectos de las convocatorias del curso académico a las que el estudiante tenga derecho.
En el contexto de la evaluación continua, de la parte B1 se realizará un examen al acabar su impartición. Los estudiantes que lo superen con una calificación mayor o igual a 6, no tendrán que hacer el examen correspondiente en la prueba global.
Calificación numérica en el acta:
En los casos en los que todas las partes examinadas han sido suspendidas o aprobadas, la calificación final corresponde al promedio ponderado entre la calificación de la teoría y la de las prácticas (60%-40%).
Para aquellos casos en los que un estudiante ha eliminado sólo una parte de la asignatura pero le corresponde la calificación de Suspenso, se ha asignado como valor numérico del suspenso 4.0.
En el caso de suspensión de las clases presenciales se programarán ejercicios telemáticos y/o trabajos calificables para evaluación continua. Se mantendrán los porcentades de cada bloque en la calificación final, excepto si la suspensión afecta a las prácticas de microscopio, que podrá producir una reestructuración de las partes evaluables.
4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos
4.1. Presentación metodológica general
El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:
Clases Magistrales
Aprendizaje basado en problemas
Prácticas en Laboratorio
Tutorías
Evaluación
El curso se imparte en régimen presencial, tanto respecto a la parte teórica como a la práctica. Además de la asistencia y seguimiento de las clases presenciales y de la web de la asignatura, se espera un trabajo personal y continuado del estudiante. Se suministran guiones de los temas que facilitan el seguimiento de las clases, el aprendizaje del vocabulario específico e incluyen las referencias bibliográficas para cada tema. Estos guiones no constituyen los apuntes de la asignatura, sino una mera guía. La consulta de diversas fuentes bibliográficas se considera fundamental para la consecución de los objetivos previstos en la asignatura.
4.2. Actividades de aprendizaje
El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...
- Clases magistrales: 3,3 ECTS.
Para el desarrollo de estas clases se proporcionará material escrito en el que se detalla la bibliografía de lectura recomendada en cada tema, incluyendo, en algunos casos, los capítulos o las páginas más interesantes en cada caso. En las clases de teoría se comentarán los aspectos diferentes que sean relevantes en cada caso. Además, se proporcionan cuestiones y ejercicios sobre los contenidos teóricos, que son corregidos y devueltos a los estudiantes y pueden ser objeto de consulta en las tutorías; los tiempos asignados a estos cuestionarios constituyen una guía para el estudiante del ritmo de aprendizaje que requieren los contenidos teóricos.
- Clases prácticas: 3,2 ECTS
- Resolución de problemas y casos: 1,8 ECTS
- Prácticas de Laboratorio (microscopía): 1,4 ECTS
Para las prácticas se proporciona también material adicional específico, por medio de la plataforma moodle: ejercicios adicionales en el caso de la resolución de problemas y casos, incluyendo los poliedros 3D por medio de webs, y presentaciones y vídeos para las prácticas de microscopía.
- Examen: 5 horas
- Estudio: 92,5 horas
A lo largo del curso, tanto en las clases prácticas, como teóricas se va a usar bibliografía y recursos de internet en inglés. Además, una de las clases teóricas (Tema 11) se impartirá en inglés.
Las actividades docentes y de evaluación se llevarán a cabo de modo presencial salvo que, debido a la situación sanitaria, las disposiciones emitidas por las autoridades competentes y por la Universidad de Zaragoza obliguen a realizarlas de forma telemática o semi-telemática con aforos reducidos rotatorios.
4.3. Programa
- CLASES TEÓRICAS: 3,3 ECTS
Cristalografía geométrica
1. El concepto de cristal: desarrollo histórico de la Cristalografía. Orden y periodicidad. Propiedades de la materia cristalina.
2. Redes cristalinas. Redes periódicas bidimensionales. Redes de Bravais y sistemas cristalinos. Elementos de las redes periódicas
3. Notaciones cristalográficas: nudos filas y planos. Parámetros de Weiss e índices de Miller. Relación entre morfología y estructura. Leyes empíricas.
4. Zonas cristalográficas.
5. Simetría I. Operaciones de simetría en 2 y 3 dimensiones.
6. Simetría II. Simetría compatible con la traslación. Los 32 grupos puntuales. Sistemas cristalinos y simetría.
7. Morfología cristalina. Formas de los 7 sistemas.
8. Representación gráfica: la proyección estereográfica.
Cristalografía estructural y cristaloquímica
9. La simetría de la celda unidad. Grupos espaciales. Posiciones atómicas y posiciones estructurales. 10. Estructuras cristalinas. Principios que rigen la formación de estructuras cristalinas. Leyes de Pauling.
11. Variaciones en la composición química de los cristales. Isomorfismo, soluciones sólidas y estequiometria.
12. La difracción de rayos X por los cristales. Métodos de difracción: fundamentos e información que suministran.
Propiedades físicas de los cristales
13. Introducción a las propiedades físicas de los cristales, y a su relación con la simetría cristalina.
14. Propiedades ópticas 1. Naturaleza de la luz, y otros conceptos básicos.
15. Propiedades ópticas 2. Isotropía y anisotropía óptica. Las superficies ópticas.
16. Propiedades ópticas 3. El microscopio de polarización de luz transmitida.
17. Propiedades ópticas 4. Observaciones ópticas con luz paralela y sin analizador. Determinaciones ópticas con luz paralela y analizador. Determinaciones ópticas con luz convergente.
18. El color de los minerales.
19. Propiedades eléctricas, magnéticas y térmicas.
Dinámica cristalina
20. El cristal real. Defectos cristalinos y dinámica cristalina. Influencia de los defectos en las propiedades físicas de los cristales.
21. Defectos cristalinos: puntuales, lineales, bidimensionales y tridimensionales.
22. Formación y crecimiento de los cristales. Morfología del cristal real. Agregaos y maclas.
23. Polimorfismo
- CLASES PRÁCTICAS: 3,2 ECTS
- CRISTALOGRAFÍA GEOMÉTRICA: redes, notaciones y simetría (3 sesiones)
- CRISTALOGRAFÍA GEOMÉTRICA: morfología cristalina y modelos cristalográficos (5 sesiones)
- CRISTALOGRAFÍA ESTRUCTURAL: difracción de rayos X (1 sesión)
- ÓPTICA CRISTALINA: manejo del microscopio de polarización (1 sesión)
- ÓPTICA CRISTALINA: determinaciones ópticas con luz paralela y nícoles paralelos, determinaciones ópticas con luz paralela y nícoles cruzados, determinaciones ópticas con luz convergente (uniáxicos y biáxicos) (5 sesiones)
- ÓPTICA CRISTALINA: descripción de minerales + repaso (2 sesiones)
4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave
Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos
Los horarios y aulas donde se desarrollarán las clases magistrales y prácticas de laboratorio se realizarán de acuerdo al calendario aprobado por la Facultad de Ciencias, que pueden consultarse en las siguientes páginas web:
https://ciencias.unizar.es
https://cienciastierra.unizar.es
* Inicio de las clases de teoría: al comienzo del 2º cuatrimestre
* Inicio de las clases de prácticas (Cristalografía Geométrica y difracción: aproximadamente 1 ó 2 semanas después del comienzo del cuatrimestre.
* Final del primer módulo de prácticas (Cristalografía Geométrica y difracción): final de Marzo-comienzo de Abril
* Examen del primer módulo de prácticas
* Comienzo del segundo módulo de prácticas (Microscopía óptica): en Abril
* Final de las clases de teoría: a mitad de Mayo
* Final del segundo módulo de prácticas (Microscopía óptica): final de Mayo
* Examen de teoría y del primer módulo de práctica: Junio y Septiembre según calendario aprobado por la Facultad de Ciencias
* Examen del segundo módulo de prácticas: Junio y Septiembre según calendario aprobado por la Facultad de Ciencias
4.5. Bibliografía y recursos recomendados
Además del material ya mencionado, diseñado para la asignatura, existe bibliografía recomendada, que se incluye en los guiones de clase, así como webs, algunas de las cuales son interactivas y permiten realizar ejercicios. Todo ello está disponible en la web de la asignatura en moodle.