Students will be able to:

Propose energy band structure diagrams of crystalline substances, determine the method term splitting of atoms and ions in the crystal field

Work with a symmetry groups, crystallographical tables and databases of crystal structures as well as with programs for their visualization

Optimize the structure parameters and to evaluate the phase composition using the Rietveld analysis

Perform calculations based on charge balance, bond valence sums method, the concept of ionic and atomic radii and cohesive energy of crystals

Calculate the equilibrium distribution of crystal defects on the basis of thermodynamic models

Studenti budou umět:

Navrhovat energetické diagramy pásové struktury krystalických látek, určovat způsob štěpení orbitalů a termů atomů a iontů v krystalovém poli

Pracovat s grupami symetrie, tabulkami a databázemi krystalových struktur a s programy pro jejich vizualizaci

Upřesňovat strukturu a kvantitativně stanovit fázové složení pomocí Rietveldovy analýzy

Provádět výpočty založené na bilanci náboje, metody sumace valencí vazeb, konceptu iontových a atomových poloměrů a kohezní energii krystalů

Vypočítat rovnovážné rozložení krystalových poruch na základě termodynamických modelů

The course finished by the defense of an individual project as well as by an oral exam.

Předmět je zakončen obhajobou individuálního projektu a ústní zkouškou.

R: Kratochvíl, B.; Jenšovský, L. Úvod do krystalochemie. SNTL, 1987, 0460887

R: Kraus I. Struktura a vlastnosti krystalů. Academia, 1993. 802000372X

R: J.Chojnacki, Základy chemické a fyzikální krystalochemie, Academia, 1979, 50921857

A: A.F.Wells, Structural inorganic chemistry, Clarendon-Oxford, 1975, 0198553544

A: Parthé E. Modern Perspectives of Inorganic Crystal Chemistry. NATO ASI Series C [382], Kluwer, 1992, 0793219540

Z: Kratochvíl, B.; Jenšovský, L. Úvod do krystalochemie. SNTL, 1987, 0460887

Z: Kraus I. Struktura a vlastnosti krystalů. Academia, 1993. 802000372X

Z: J.Chojnacki, Základy chemické a fyzikální krystalochemie, Academia, 1979, 50921857

D: A.F.Wells, Structural inorganic chemistry, Clarendon-Oxford, 1975, 0198553544

D: Parthé E. Modern Perspectives of Inorganic Crystal Chemistry. NATO ASI Series C [382], Kluwer, 1992, 0793219540

The course is accomplished by responding the questions and working out the problems in a written test - individual project (filling form - y/n and multiple choices + 4-5 more extensive problems), which represents the main part for the overall evaluation. The oral part of the examination is only complementary to support the final evaluation .

Předmět je zakončen zadáním a vypracováním písemné části zkoušky - individuálního projektu (doplňovací test + 4-5 rozsáhlejších příkladů), který tvoří těžiště pro celkové hodnocení. Ústní část zkoušky výsledné hodnocení pouze doplňuje.

1. Collective electrons in solids, band theory, tight binding approximation.

2. First principles methods for electronic structure calculation of crystalline solids (DFT, LAPW).

3. Localized electrons, electron structure of atoms and ions, crystal filed theory, Jahn-Teller effect

4. Crystal symmetry, crystal classes, space groups, symmetry based classification of structures.

5. Diffraction techniques, Rielveld method for crystal structures refinement.

6. Classification of structures based on various criteria - symmetry, dimensionality, character of chemical bond.

7. Stability criteria of crystal structures, energetics of crystalline solids.

8. Close packing of atoms and ions, concept of ionic radii.

9. Crystal structure types of ionic solids.

10. Crystal structure of metals and intermetallic compounds.

11. Structural principles of silicates, phosphates and other open structures.

12. Structure defects, structures derived on the basis of defect ordering.

13. Principles of solid solutions formation, mixed valence compounds.

14 Thermodynamic models for equilibrium defect distribution.

1. Kolektivní elektrony v pevných látkách, pásová teorie, aproximace těsné vazby.

2. Metody výpočtu elektronové struktury krystalických látek z prvních principů (DFT, LAPW).

3. Lokalizované elektrony, elektronová struktura atomů a iontů, teorie krystalového pole, Jahn-Tellerův jev.

4. Symetrie krystalů, prostorové grupy, vztahy mezi strukturami z hlediska symetrie.

5. Difrakce rengenového záření, Rielveldova metoda upřesnění krystalové struktury.

6. Klasifikace struktur podle různých kritérií - symetrie, dimenzionalita, povaha vazby.

7. Kritéria stability krystalové struktury, energetika krystalických látek.

8. Nejtěsnější uspořádání atomů a iontů, koncept iontových poloměrů.

9. Krystalové typy iontových sloučenin.

10. Krystalová struktura kovů a intermetalických sloučenin.

11. Strukturní principy křemičitanů, fosforečnanů a dalších otevřených struktur.

12. Poruchy krystalové struktury, struktury odvozené na základě uspořádání defektů.

13. Princip tvorby tuhých roztoků, sloučeniny se směsnou valencí,

14. Termodynamický popis rovnovážné distribuce poruch.

D.Sedmidubský, K.Knížek, Krystalochemie, VSCHT Praha, http://www.vscht.cz/ach/crystchem/

D.Sedmidubský, K.Knížek, Krystalochemie, VSCHT Praha, http://www.vscht.cz/ach/crystchem/

Chemistry and physics of solids,

General and Inorganic Chemistry I and II

Mathematics I and II, Physics I and II

Chemie a fyzika pevných látek,

Obecná a anorganická chemie I a II

Matematika I a II, Fyzika I a II