Studiengang Master of Education Teilfach Chemie … · Formulierung von Aufgaben nach...

Modulbeschreibung Master of Education, Teilfach CHEMIE

Stand: 21.06.2015

Studiengang Master of Education

Teilfach Chemie (MEdCh)

Verzeichnis der Pflicht- und Wahlpflichtmodule


Stand: 21.06.2015

Modul: Schulorientiertes Experimentieren I (Sekundarstufe I)

Modulnummer MEdCh 1.1

Workload 180 h

Umfang 6 LP (inkl. 2 LP Fachdidaktik)

Dauer Modul 1 Semester

Turnus WS

Modulbeauftragter StD Meinrad Fels

Anbietendes Institut (ggf. Abt.) Institut für Anorg. Chemie

Verwendbarkeit des Moduls

Studiengang Modus Fach-semester

Master of Education Chemie Pflicht 1

Lernziele und Schlüsselkompetenzen Fachwissenschaft Die Studierenden erarbeiten Konzepte chemischer Experimentaltechniken und üben dabei die

Elementarisierung von praxisbezogenen Problemen aus dem Fachdidaktikmodul des Bachelor-Studienganges ein. Dabei erarbeiten sie sich ein Portfolio an Versuchsvorschriften aus der Sekundarstufe I des Chemieunterrichts. Die Studierenden erkennen und beherrschen die fachwissenschaftlichen Hintergründe dieser Versuche. Sie reflektieren Setting und die Reichweite des Experimentes und arbeiten z. B. mit Experimentierboxen zur Lösung von Problemen.

Fachdidaktik Die Studierenden trainieren die spezifischen Randbedingungen des Schulunterrichts fur das Durchfuhren von chemischen Experimenten (z.B. Arbeitssicherheit, Alltagsrelevanz, apparative Ausstattung, Wahrnehmung durch die Schuler, Demonstration, Schulerexperiment). Die Studierenden sind in der Lage, zielgruppenorientiert Experimente fur den Chemieunterricht auszuwählen und diese zu planen und zu präsentieren.

Inhalte Fachwissenschaft Die versuchsspezifischen Vorgaben richten sich nach den Randbedingungen des Schulunterrichts

für die Sekundarstufe I. Die ausgewählten Versuche bilden die unterrichtsrelevante Breite des Fachs Chemie ab. Die wissenschaftliche Durchdringung der Versuche erfolgt auf Universitätsniveau.

Fachdidaktik Die Studierenden erwerben Kenntnisse grundlegender schulrelevanter Experimente und die Fähigkeit, diese am didaktischen Ort einzusetzen und auszuwerten die Fähigkeit, ein Teilgebiet der Chemie in altersgerecht elementarisierter Form darzustellen.

Teilnahme-voraussetzungen Bachelor-Abschluss

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h]

1 Praktikum (max. 15 Stud.) 8 120 2 Begleitseminar zum Praktikum (max. 15 Stud.) 1 15 Selbststudienzeit 45 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Präsentation von 8 Experimenten (aus 2 Halbjahren der

Sekundarstufe I); Präsentation zu einer Unterrichtseinheit aus einem weiteren Halbjahr der S I (30 min)

80%

20%

Studienleistungen als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme

Vorbereitung und Protokollierung der Experimente, Diskussion von Experimentalvorführungen; Vorbereitung und Protokollierung einer Unterrichtseinheit; Führen des Experimentalportfolios

Sonstiges Literatur: Demuth, Parchmann, Ralle (Hrsg.) (2006) Chemie im Kontext, Cornelsen Verlag. Schwedt, Georg (2008) Experimente mit Supermarktprodukten, Wiley-VCh, Weinheim. Schwedt, Georg (2009) noch mehr Experimente mit Supermarktprodukten, Wiley-VCh,

Weinheim. z.e.u.s. Materialien Chemie S I. Band 1 und Band 2, Stark-Verlag. Diverse aktuelle Schulbücher verschiedener Verlage


Stand: 21.06.2015

Modul: Seminar Fachdidaktik II


Workload 90 h

Umfang 3 LP


Turnus WS

Modulbeauftragter StD Meinrad Fels

Anbietendes Institut (ggf. Abt.) Institut für Anorganische Chemie




Lernziele und Schlüsselkompetenzen

Fachwissenschaft Die Studierenden begründen Chemieunterricht theoriegeleitet in unterschiedlicher Breite und Tiefe und planen adressatenorientiert vor dem Hintergrund der Richtlinien, Lehrpläne und der Rahmenkonzeption Praxissemester NRW zwei Unterrichtsvorhaben im Umfang von 8 - 10 Stunden. Sie entwickeln zu ausgewählten Themenstellungen des Chemieunterrichts unter Einbeziehung der Lerner-Perspektiven eine geeignete didaktisch-methodische Konzeption. Sie beziehen wissenschaftliche Inhalte des Unterrichtsfaches Chemie sowie der Bildungswissenschaften auf Situationen und Prozesse schulischer Praxis. Sie überprüfen Unterrichtskonzepte und reflektieren diese. Sie entwickeln Unterrichtsansätze und -methoden unter Berücksichtigung neuer fachlicher Erkenntnisse weiter.

Schlüsselkompetenzen Kompetenz- und adressatenorientierte Planung und Durchfuhrung von Unterricht; Sachgerechter Einsatz methodischer Grundformen von Unterrichtsverfahren; Durchdringung der Bedeutung von Experimenten im Unterricht (didaktischer Einsatz, Gründe für, Anforderungen an und Reichweite von Experimenten)

Inhalte Richtlinien und Kernlehrpläne für das Fach Chemie unter Berucksichtigung von Sicherheitsvorschriften fur das chemische Arbeiten in der Schule; Grundlagen der schriftlichen Unterrichtsplanung; Diskurs zu Planungsentscheidungen vor dem Hintergrund der fachwissenschaftlichen und fachdidaktischen Grundlagen; Einführung in die naturwissenschaftliche und chemiespezifische Unterrichtsmethodik; Einfuhrung in die Kommunikation im unterrichtlichen Kontext.

Teilnahme-voraussetzungen Teilnahme an MEdCh1.1


1 Seminar (max. 15 Stud.) 3 45 Vor- und Nachbereitung 45 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung 2 Referate je 30 Min. (Vorstellung je eines Studien- und

Unterrichtsprojekts) je 50%


Planung je eines Studien- und Unterrichtsprojektes Fortführung des Portfolios Praxiselemente

Sonstiges Literatur: Barke, Harsch (2011) Chemiedidaktik kompakt: Lernprozesse in Theorie und Praxis. 1. Aufl.,

Springer Verlag, Berlin Heidelberg. Barke, Harsch (2009) Chemiedidaktik kompakt: Diagnose und Korrektur von

Schülervorstellungen, 2. Aufl., Springer Verlag, Berlin Heidelberg. Kranz, Schorn (2008) Fachmethodik: Chemie-Methodik, Handbuch fur die Sekundarstufe I und II,

1. Aufl., Verlag Cornelsen Scriptor, Berlin. Demuth, Parchmann, Ralle (2008) Chemie im Kontext: Von der Innovation zur nachhaltigen

Verbreitung eines Unterrichtskonzepts, Waxmann Verlag, Paderborn. Schmidkunz, Lindemann (1992) Das forschend-entwickelnde Unterrichtsverfahren. 3. Aufl.,

Westarp, Hohenwarsleben.


Stand: 21.06.2015

Modul: Schulorientiertes Experimentieren II (EPh/Q1/Q2)


Workload 180 h

Umfang 6 LP (inkl. 3 LP Fachdidaktik)


Turnus SS

Modulbeauftragter OStR Peter Brinkmann Anbietendes Institut (ggf. Abt.) Institut für anorg. Chemie




Lernziele und Schlüsselkompetenzen Fachwissenschaft Die Studierenden erarbeiten und üben Konzepte chemischer Experimentaltechniken. Das Portfolio

an Versuchsvorschriften fur den Schulunterricht wird durch weitere Experimente erweitert. Dabei werden zur Vertiefung auch zwei Experimente aus dem Modul MEdCh1.1 auf das Sek.-II-Niveau angepasst. Die Studierenden erkennen und beherrschen die fachwissenschaftlichen Hintergründe dieser Versuche.

Fachdidaktik Die Studierenden erlernen, planen und uben das Durchfuhren und Präsentieren von Experimenten unter den spezifischen, differenzierten Randbedingungen des Schulunterrichts der Qualifikationsphase (Q1/ Q2) und der Einführungsphase (EPh). Schwerpunkte sind didaktische Analyse sowie Einsatzzweck und die Zielrichtung des Experimentes im Unterricht und Präsentationsformen von Experimenten sowie deren Einbindung in Unterricht. Die Studierenden erwerben Kompetenzen beim Einsatz moderner Medien im Unterricht (Informationsbeschaffung, e-learning, Multimediapräsentationen) auch in Verbindung mit Schulexperimenten.

Inhalte Fachwissenschaft In diesem Praktikum fuhren die Studierenden eigenständig chemische Experimente durch, wie sie

aus den Unterrichtskontexten der Qualifikationsphasen 1 und 2 bzw. der Einführungsphase erwachsen. Die fachwissenschaftliche Durchdringung erfolgt bis auf Hochschulniveau. Dabei legen die Studierenden besonderes Augenmerk auf Recherche, Optimierung von Versuchsparametern und Einschätzung der Durchfuhrbarkeit im Hinblick auf Zeitrahmen, Sicherheit und örtliche Gegebenheiten.

Fachdidaktik Die Studierenden entwickeln zu ausgewählten Themen unter besonderer Berücksichtigung der Vielfalt der in Inhaltsfelder gegliederten fachlichen Kontexte der Kernlehrpläne gegenüberstellend geeignete, didaktische Konzeptionen zur lernpraktischen Umsetzung. Dabei werden in den Ausarbeitungen der Projekte die besonderen individuellen Perspektiven und Situationen der Lernenden im Chemieunterricht in ihrer Differenziertheit in adäquater Form antizipiert und berücksichtigt. Die Studierenden präsentieren entsprechend relevante Experimente und Experimentalreihen.

Teilnahme-voraussetzungen Modul MEdCh1.1


1 Praktikum (max. 15 Stud.) 6 90 2 Begleitseminar zum Praktikum (max. 15 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 60 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Präsentation von 6 Experimenten (je 2 aus drei Halbjahren der

Qualifikationsphasen 1 und 2 bzw. der Einführungsphase) Experimentgestützte Präsentation eines multiperspektivischen Unterrichtsversuchs (aus dem verbleibenden Halbjahr der EPh, Q1 oder Q2) (max. 45 Min.)

60 %

40 %


Vorbereitung und Protokollierung von 6 Experimentalausarbeitungen (je 2 aus 3 verschiedenen Halbjahren der SI bzw. Q1); Diskussion von Experimentalvorführungen; Führen des Experimentalportfolios

Sonstiges Literatur: Barke, Harsch, Marohn, Krees (2015) Chemiedidaktik kompakt: Lernprozesse in Theorie und

Praxis. 2. Aufl., Springer, Berlin. Brown, LeMay, Bursten, Bruice (2014) Basiswissen Chemie: Grundlagen der Allgemeinen,

Anorganischen und Organischen Chemie, 1.Aufl., Pearson Studium. Barke, Harsch (2006) Chemiedidaktik kompakt: Diagnose und Korrektur von

Schülervorstellungen. 1. Aufl., Springer, Berlin. Schmidtkunz, Lindemann (1992) Das forschend-entwickelnde Unterrichtsverfahren

Problemlösen im naturwissenschaftlichen Unterricht. 6.Aufl. Westarp Wissenschaften, Hohenwarsleben.


Stand: 21.06.2015

Modul: Seminar Fachdidaktik Ch III (Vorbereitung- und Begleitung des Praxissemesters)


Workload 180 h

Umfang 8 LP


Turnus SS + WS

Modulbeauftragte OStR Peter Brinkmann, StD Meinrad Fels

Anbietendes Institut (ggf. Abt.) Institut für Anorganische Chemie



Master of Education Chemie Pflicht 2. und 3.

1) Vorbereitungsseminar

Lernziele

Planung von Chemieunterricht durch Verknüpfung des Schulorientiertes Experimentierens I/II mit Analyse von Unterrichtsplanungen sowie Reflexion eigener Unterrichtserfahrung, mit Fokus auf Kompetenzerwerb, didaktischen Aufbau, Schwerpunktprobleme und möglichen Integration von Modellen und Medien für die Entwicklung von Unterrichtseinheiten.

Schüsselkompetenzen

Kompetenzorientierte Planung und Durchfuhrung von Experimentalunterricht; Fachspezifische Lernzielformulierungen nach Zielklassen (Lernzieltaxonomie); Formulierung von Aufgaben nach Aufgabenklassen und Grundlagen der Leistungsmessung und -bewertung sowie daraus resultierende Möglichkeiten individueller Förderungen und Diagnose

Fachdidaktische Inhalte

Die Studierenden erarbeiten jeweils ein spiralcurriculares Unterrichtsvorhaben (aus SI (MEdCh1.1) und einem verbleibenden Halbjahr der EPh/Q1/Q2 (MEdCh2.1) in seiner Differenziertheit in adäquater Form und binden entsprechend-relevante Experimente unter Formulierung der jeweiligen konzept- und prozessbezogenen Kompetenzen der KLP ein. Schwerpunkte sind unter Einbeziehung des Experimentalportfolios Planung, Durchfuhrung und Diskurs und Reflexion zu Studien- und Unterrichtsvorhaben anhand von Beispielen aus der Literatur und dem Schulalltag auf der Grundlage wissenschaftlicher Methoden der Fachdidaktik.

2) Begleitseminar

Lernziele

Die Studierenden reflektieren die vorbereiteten Unterrichtsvorhaben im Hinblick auf ihre Praxiserfahrungen aus dem Schulalltag unter Einbindung von angewandten Diagnose und Förderkonzepten sowie von Leistungsmessung und -bewertung. Die Studierenden entwickeln aus ihren ersten Erfahrungen mit der Lehrtätigkeit Fragen für die Fachdidaktik Chemie und die Bildungswissenschaften. Sie planen und reflektieren vor dem Hintergrund relevanter didaktischer Modelle Unterrichtsprojekte, z.B. • Beobachtung und Analyse von Chemieunterricht anhand didaktischer Kriterien, • Verhalten in konfliktträchtigen Situationen des Schulalltags, • Bedeutung von Experimenten im Chemieunterricht. Die Studierenden erfahren Unterstützung bei Planung, Durchführung und Reflexion ihrer theoriegeleiteten Studien- und Unterrichtsprojekte, der Entwicklung einer forschenden Lernhaltung sowie der Abfassung ihrer Berichte.

Schüsselkompetenzen

Fähigkeit zur Reflexion kompetenzorientierter Planung und Durchführung von Unterricht, angewandter Diagnose- und Förderkonzepte sowie von Leistungsmessung und -bewertung.

Fachdidaktische Inhalte

Kompetenz- und adressatenorientierter Unterricht; Kernlehrpläne für das Fach Chemie; Vertiefung der chemiespezifischen Unterrichtsmethodik; Planungsentscheidungen vor dem Hintergrund der fachwissenschaftlichen und fachdidaktischen Grundlagen; Verfassen von schriftlichen Unterrichtsplanungen, Leistungsmessungen und Bewertung von Schülerleistungen; Reflexion von Methoden und Kommunikation im unterrichtlichen Kontext.

Teilnahme-voraussetzungen keine


1) Vorbereitungsseminar zum Praxissemester (max. 15 Stud.) 2 30

Vor- und Nachbereitung 90

2) Begleitseminar zum Praxissemester (max. 15 Stud.) (ein Studientag pro Woche; Vorlesungszeit in der Uni, außerhalb im ZfsL; E-Learning oder Blockveranstaltung ist möglich)

2 30

Vor- und Nachbereitung 90

Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung


Stand: 21.06.2015

Hausarbeit zum Studien- und Unterrichtsprojekt (wissenschaftliche Auseinandersetzung mit schulischen Fragen des Lehrens und Lernens )

100%


Führen des Portfolios Praxiselemente Planung und Durchführung eines Studien- und Unterrichtsprojektes

Sonstiges

Literatur: Kremer (2014) Vom Referat bis zur Examensarbeit. 4. Aufl., Springer, Berlin. Krüger, Parchmann, Schecker (2014) Methoden in der naturwissenschaftsdidaktischen

Forschung. 1. Aufl., Springer, Berlin. Mattes (2011) Methoden für den Unterricht kompakte Übersichten für Lehrende und

Lernende. 1. Aufl., Schöningh, Paderborn. Haupt, Moritz (2008) Modelle chemischer Substanzen für den Anfangsunterricht. 1.Aufl.,

Aulis Verlag Deubner, Köln. Kranz, Schorn (2008) Fachmethodik: Chemie-Methodik, Handbuch fur die Sekundarstufe I

und II. 1. Aufl., Cornelsen Scriptor, Berlin.

Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE

Stand: 16.11.2015

Modul: Konzepte und Synthesen in der Organischen Chemie (Wahlpflichtbereich)

Modulnummer MEdCh 1.3.1

Workload 180 h

Umfang 6 LP


Turnus WS

Modulbeauftragter Prof. Dr. D. Menche

Anbietendes Institut (ggf. Abt.)

Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie

Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-semester

des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 1. Sem.

Lernziele und Schlüssel-kompetenzen

- Vertiefung des Verständnis von Reaktionen der Organischen Chemie und Anwendung dieses Wissens

- Erwerb von Kenntnissen über weiterführende Konzepte und Synthesemethoden der Organischen Chemie

- mündliche Darstellung einfacherer wissenschaftlicher Sachverhalte - Informationsmanagement - Entwicklung von Problemlösefähigkeiten - analytische Fähigkeiten, z. B. das Ableiten einfacher Synthesepläne für

organische Verbindungen - Erlernen von Präsentationstechniken - Entscheidungsfähigkeit weiter ausbauen - Reflexionsfähigkeit schulen - Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln

Inhalte Aufbauend auf dem Basiswissen werden fortgeschrittene Konzepte der Organischen Chemie vorgestellt, wie z. B.

• Lineare Freie-Energie-Beziehungen, • das HSAB-Konzept, • der Einfluss von Reaktionsmedien, • die Grenzorbitaltheorie, • die Baldwin-Regeln, • die Verwendung metallorganischer Reagenzien, • Schutzgruppenkonzepte, • die Anwendung enzymatischer Reaktionen, • die Retrosynthese, • lineare vs. konvergente Synthesestrategien, • die Templatsynthese, • die Kombinatorische Chemie oder • die biomimetische Synthese

und deren Potential zur Durchführung von selektiven stöchiometrischen und katalytischen Reaktionen zur Knüpfung chemischer Bindungen und zur Synthese ausgewählter Zielmoleküle herangezogen.

Teilnahme-voraussetzungen

keine

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload

[h] 1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 5 75 2 Seminar 2 30 Prüfungsvorbereitung 75 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur (120 Minuten) 100%

Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme

keine

Sonstiges Literatur: Brückner, Reaktionsmechanismen (Spektrum)


Stand: 16.11.2015

Modul: Einführung in die anorganische Molekül- und Festkörperchemie (Wahlpflichtbereich)


Workload 180 h

Umfang 6 LP


Turnus WS

Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Beck, Prof. Dr. A. Filippou


Institut für Anorganische Chemie

Verwendbarkeit Studiengang Modus

Fach-semester


Lernziele und Schlüsselkompe-tenzen

- Grundlegende Kenntnisse der anorganischen Molekül- und Festkörperchemie - Sichere und korrekte Durchführung von Synthesen anorganischer

Molekülverbindungen und Festkörpern - Beherrschung und Verständnis der Methoden zur Charakterisierung - Verständnis der vorgestellten Strukturen und Bindungsmodelle - Erwerb der Fähigkeit, erworbenes Wissen bei der Diskussion auf unbekannte

chemische Verbindungen zu transferieren - Fähigkeit zur schriftliche Dokumentation komplexerer wissenschaftlicher

Sachverhalte - Informationsmanagement - Umgang mit originaler wissenschaftlicher Fachliteratur - Fähigkeit, englischsprachige Fachartikel zu lesen und zu verstehen - Analytische Fähigkeiten - Kooperationsbereitschaft - Kommunikationsfähigkeit

Inhalte Hauptgruppenelementorganyle (Einführung): heteronukleare-NMR-Spektroskopie (11B, 29Si und 31P), heteronukleare Kopplungen, Ableitung von Strukturargumenten Synthese, Struktur und Bindungsverhältnisse von Li-, Mg-, B-, Al-, Si und P-Organylen Chemie von Übergangsmetallkomplexen mit σ- und π-Akzeptor-Liganden (Einführung): Carbonylkomplexe: Synthese, Struktur, Bindungsverhältnisse, ausgewählte Reaktionen und Anwendungen, isoelektronische Liganden zu CO Metallocene und andere Cyclopentadienyl-Komplexe von Übergangsmetallen, Bis(aren)metallkomplexe und Aren-Metall-Carbonyle: Synthese, Struktur, Bindungsverhältnisse, ausgewählte Reaktionen und Anwendungen Strukturbeschreibung anorganischer Festkörper: Dichteste Kugelpackungen, Strukturen der Metalle einfache binäre und ternäre Kristallstrukturen, abgeleitet von dichtesten Packungen Gitterenergien, Born-Haber-Zyklus, Coulomb-Ansatz, Born-Landé-Gleichung Charakterisierung anorganischer Festkörper: Beugung an Kristallen, Grundlagen der Röntgenstrahlungsbeugung an Pulvern Chemische Analysenmethoden von Festkörpern: EDX mit der Mikrosonde, MS, AAS und OES, DTA, TEM) Präparative Methoden: Festkörperreaktionen Kristallisation aus Lösungen und Schmelzen Sol-Gel-Verfahren Hydrothermalsynthese Chemischer Transport, CVD Eigenschaften anorganischer Festkörper: Einführung in die elektronische Struktur von Feststoffen Metalle, Halbmetalle, Nichtmetalle Realkristalle und Defekte, Ionenleiter


Stand: 16.11.2015


keine


[h] 1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 4 60 Vor- und Nachbereitung 37,5 2 Seminar (max. 60 Stud.) 1 15 Vor- und Nachbereitung 15 Prüfungsvorbereitung 52,5 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur oder mündliche Prüfung 100%


keine

Sonstiges Literatur: Smart/Moore, Solid State Chemistry, Taylor & Francis, 2005 E. Riedel, Moderne Anorganische Chemie, Walter de Gruyter C. Elschenbroich, Organometallchemie, Teubner Verlag N.N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemie der Elemente, Kalinowski, Berger, Braun, Heteronukleare-NMR-Spektroskopie


Stand: 16.11.2015

Modul: Grundlagen der Biochemie (Wahlpflichtbereich)


Workload 180 h

Umfang 6 LP


Turnus WS

Modulbeauftragter Prof. Dr. C. Thiele


Institut für Molekulare Biomedizin (LIMES-Institut)


Fach-semester



- Verständnis der unter Inhalte gennanten Teilbereiche der Biochemie und Zellbiologie

- Anwendung der gelernten Inhalte und Konzepte auf nah verwandte Teilbereiche - analytische Fähigkeiten: die Studierenden lernen, biochemische Strukturen und

Vorgänge mit grundlegenden Konzepten der allgemeinen und organischen Chemie erklären, sowie die Logik des Aufbaus biochemischer Reaktionswege und deren evolutionären Hintergrund zu erkennen

- Problemlösungsfähigkeit: die Studierenden lernen, die Prinzipien biochemischer Reaktionswege auf neue Reaktionen zu übertragen.

- kritisches Denken: Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden, einfachere Informationen über Gesundheit und Ernährung aus Presse und Internet auf ihren wissenschaftlichen Gehalt überprüfen und beurteilen zu können.

Inhalte Proteinstrukturen, -konformationen und –dynamik: Historische Entwicklung biochemischer Konzepte, Zelltheorie, Proteinstrukturen, Membranproteine, Proteinbiosynthese, Hämoglobin und Sauerstofftransport, Mechanismus der Enzymkatalyse, Enzymkinetik Energiestoffwechsel: Thermodynamische Grundbegriffe, Glykolyse, Pyruvatdehydrogenase, Zitronesäurezyklus, Glyoxalatzyklus, Atmungskette, Pentosephosphatweg, Gluconeogenese, Glykogenstoffwechsel, CO2-Fixierung Nucleinsäuren: Zusammensetzung und Struktur von DNA und RNA, prokaryontische DNA-Replikation, Plasmide und Restriktionsenzyme


keine


1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 30 2 Seminar (max. 60 Stud.) 1 60 Vor- und Nachbereitung 30 Klausurvorbereitung 30 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%


Referat unbenotet

Sonstiges Literatur: D. Voet & J.G. Voet, Biochemistry, John Wiley & Sons. J.M. Berg, J.L.Tymoczko, L. Stryer, Biochemistry, W.H. Freemann and Company, New York, 2002. D. E. Metzler, Biochemistry, 2. Ed. The Chemical Reactions of Living Cells, Volume 1+2, Academic Press, 2001.


Stand: 16.11.2015

Modul: Rechtskunde und Toxikologie (Wahlpflichtbereich)


Workload 120 h

Umfang 6 LP


Turnus WS

Modulbeauftragter Der Vorsitzende des Prüfungsausschusses


Angebot durch Lehreinheit Chemie


Fach-semester



Die Studierenden sollen die Grundlagen der allgemeinen Toxikologie erlernen. Im rechtskundlichen Teil sollen die Studierenden die grundlegenden Rechtsvorschriften, die für angehende Chemiker relevant sind, kennen lernen. Die Studierenden sollen die Zusammenhänge zwischen deutscher Gesetzgebung, gesellschaftlich-politischen Vorgaben und modernem Europarecht kennen und bewerten können. Der erfolgreiche Besuch der Veranstaltung dient zum Erwerb der Sachkunde nach §5 der Chemikalien-Verbotsverordnung

Inhalte 1. Teilbereich Toxikologie

• Theoretische Einführung in die Toxikologie: Begriffserläuterungen; Abgrenzungen; Zielsetzungen; Informationsbeschaffung; Literaturhinweise

• Einführung in die Toxikodynamik: molekulare Wirkmechanismen unspezifischer und spezifischer sowie genomischer und nicht-genomischer Gifte. Grundprinzipien rezeptorvermittelter Effekte: Kompetition, Allosterie, intrinsische Aktivität.

• Angriffsorte von Giften: Nervensystem, Leber, Niere, Herz, Blut. • Einführung in die Toxikokinetik: Aufnahme, Verteilung, Verstoffwechselung

und Ausscheidung von Giften. Molekulare Basis der Stoffaufnahme, Verteilung, präsystemischer Elimination, metaboler Veränderung und Elimination. Charakteristika wiederholter Giftstoffaufnahme, Kumulation, Anreicherung.

• Prüfung auf Toxizität; Tierversuche; klinische Studien; Prüfung und Bewertung; Verfahren der Risikoabschätzung, Risikokalkulation, Epidemiologie und Statistik; Grenz- und Richtwerte; Empfehlungen

• Beispiele anthropogener Schadstoffe und natürlicher Gifte, sowie von Haushaltschemikalien und Kosmetika

• Klinische Symptomatik und Therapie von Intoxikationen • Methodisch-analytische Verfahren in der Human- und Ökotoxikologie • Klinische und forensische Toxikologie • Reproduktionstoxikologie; Immuntoxikologie; Ökotoxikologie • Strahlentoxikologie

2. Teilbereich Rechtskunde Die Veranstaltung „Rechtskunde“ gliedert sich in drei Teile: 1. Grundzüge des Rechtssystems, 2. Prinzipien und Inhalte des materiellen Umweltrechts und 3. Abfallwirtschaft. Deutsches Recht

• Normenhierarchie • relevante Gesetze, Verordnungen etc. • Rechtsschutzsystem und Europarecht • Europäisches Rechtssetzungssystem • Auswirkungen auf deutsches Gefahrstoff-Recht


Stand: 16.11.2015

• Rechtsschutzsystem Prinzipien und Inhalte des materiellen Umweltrechts

• Gefahrstoffrecht • Chemikaliengesetz • Pflanzenschutzgesetz • Düngemittelgesetz • Gentechnikgesetz

Abfallwirtschaft • KrW-/ AbfG, • AltholzV, • HKWAbfV, • Verordnung über Betriebsbeauftragte für Abfall.


keine


[h] 1 Vorlesung (max. 100 Stud.) 3 45 Vor- und Nachbereitung 45 Klausurvorbereitung 30 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur Rechtskunde

Klausur Toxikologie 50% 50%


keine

Sonstiges Literatur: Vorlesungsskripten werden zur Verfügung gestellt M. Marquart (Hrsg.), Lehrbuch der Toxikologie F.-X. Reichl, Taschenatlas der Toxikologie Umweltrecht, Beck-Texte im dtv, ISBN 3-423-05533-2, Vertrag von Amsterdam – Texte des EU-Vertrages und des EG-Vertrages, M. Kloepfer, Umweltrecht, Verlag C.H. BECK, ISBN 3-406-35 00 54 J. Salzwedel, Grundzüge des Umweltrechts, SCHMIDT Verlag, ISBN 3-503-021 655.


Stand: 16.11.2015

Modul: Theoretische Chemie I (Konzepte der Quantenchemie) (Wahlpflichtbereich)


Workload 180 h

Umfang 6 LP


Turnus WS

Modulbeauftragter Prof. Dr. Th. Bredow


Institut für Physikalische und Theoretische Chemie

Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-

semester des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 1. Sem.

Lernziele - Kenntnis der Grundlagen der Quantenmechanik - Verständnis elementarer Ideen der Quantenchemie und daraus abgeleiteter

chemischer Konzepte - Vorbereitung auf weiterführende Veranstaltungen in der Theoretischen und der

Physikalischen Chemie - Anwendung von quantenchemischen Konzepten bei verschiedenen Problemen

(Transfer) - Sicherer Umgang mit der mathematischen Beschreibung von Quantenobjekten

Schlüsselkompetenzen

1. Problemlösungsfähigkeit 2. analytische Fähigkeiten

Inhalte Das Modul führt zunächst in die Quantenmechanik phänomenologisch ein und begründet sie dann axiomatisch. Nachdem die Elemente dieser Theorie im Detail besprochen wurden, wendet sich die Vorlesung den exakt lösbaren quantenmechanischen Problemen zu, die für die Vielteilchenbehandlung später benötigt werden. Daher werden molekulare Schwingungen am Paradebeispiel des eindimensionalen harmonischen Oszillators und Einelektronenwellenfunktionen am Beispiel des Wasserstoffatoms diskutiert. Im Anschluss werden die erlernten Konzepte für Vielteilchensysteme, d. h. Atome und Moleküle, verallgemeinert. Die konzeptionelle Einführung in die Born-Oppenheimer-Näherung und Grundzüge der Hartree-Fock-Theorie schließt mit einer Ableitung der Hückel-Theorie ab.

Hinführung zur Quantenmechanik 1. Grundzüge der klassischen Mechanik (Hamilton, Lagrange) 2. Beschreibung der Materie auf atomarem Maßstab 3. Welle-Teilchen-Dualismus, Unschärferelation und Doppelspaltexperimente

Axiome der Quantenmechanik 1. Schrödingergleichung, Hamiltonoperator, Wellenfunktion 2. Operatoren, Eigenwerte und Eigenfunktionen, Erwartungswerte

Exakt lösbare Probleme 1. Freies Teilchen und Teilchen im Kasten (Translation) 2. Harmonischer Oszillator (Vibration) 3. Starrer Rotator (Rotation) 4. H-Atom (Elektronische Zustände)

Atome und Moleküle 1. He-Atom: Orbitale, Spin, Pauli-Prinzip, Slater-Determinante, Korrelations-

Energie 2. Born-Oppenheimer-Näherung 3. Kern-Schrödinger-Gleichung, Schwingungen 4. Elektronische Schrödinger-Gleichung, Grundlagen der MO-Theorie, LCAO-

Ansatz, Grundlagen der VB-Theorie 5. Hückel-Theorie, Hückel-Regel


keine


Stand: 16.11.2015

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 15 2 Übungen (max. 30 Stud.) 2 45 Vor- und Nachbereitung 30 Klausurvorbereitung 60 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%


keine

Sonstiges Literatur: Joachim Reinhold, Quantentheorie der Moleküle, 2. Auflage, Teubner Stuttgart 2004 (ISBN 3-519-13525-6)


Stand: 16.11.2015

Modul: Anorganische Molekül- und Festkörperchemie für Fortgeschrittene (Wahlpflichtbereich)


Workload 300 h

Umfang 10 LP


Turnus WS

Modulbeauftragter Prof. Dr. A. C. Filippou

Anbietende Lehreinheit(en)

Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Anorganische Chemie


Fach-semester


Lernziele

- Erwerb von vertieften Kenntnissen über die wichtigsten Stoffklassen der modernen anorganischen Chemie

- Entwicklung des Verständnisses für die Eigenschaften von Übergangsmetall-organylen

- Entwicklung des Verständnisses für die homogene Katalyse und die Aktivierung kleiner Moleküle durch katalytisch aktive Komplexe

- Entwicklung des Verständnisses für die Strukturen und Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Festkörpern

- Erwerb von Kenntnissen fortgeschrittener Konzepte zur Beschreibung der Struktur und der chemischen Bindung der Anorganischen Chemie

Schlüssel-kompetenzen

1. Anwendung erfolgreicher Lernstrategien 2. Anwendung der vermittelten Kenntnisse bei der Diskussion unbekannter

Verbindungen 3. Informationsmanagement 4. kritisches Denken 5. Problemlösefähigkeiten 6. Analytische Fähigkeiten dahingehend ausbauen, dass Syntheserouten zur

Darstellung komplexer Moleküle geplant werden können 7. Entscheidungsfähigkeit weiter ausbauen 8. Reflexionsfähigkeit schulen 9. Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln

Inhalte

Koordinationschemie: Reaktionskinetik, Mechanismen, Substitutionsreaktionen, Elektronentransferreaktionen, Ligandenreaktionen in der Koordinationssphäre von Metallen Übergangsmetallorganyle: Übergangsmetall-Carben-Komplexe, Übergangsmetall-Olefin-Komplexe, Darstellung, Struktur, Eigenschaften, Bindungsverhältnisse, Reaktionen und Anwendungen in der Katalyse, Metallaktivierung und Funktionalisierung industrierelevanter Substrate wie Wasserstoff, Sauerstoff, und Stickstoff Homogene Katalyse: Oxidative Addition und Reduktive Eliminierung, Einschiebungs- und Eliminierungsreaktionen Hauptgruppenelementorganyle: Elementorganyle der Borgruppe, der Kohlenstoffgruppe und der Stickstoffgruppe Strukturchemie anorganischer Festkörper: Strukturargumente, Packungstypen in festen Stoffen, Phasenumwandlungen, systematische Ableitung von Strukturen aus den dichtesten Kugelpackungen durch Besetzung von Oktaeder- und Tetraederlücken, Molekülgitter, Ketten-, Schicht- und Raumnetzstrukturen, diamantartige Strukturen. Intermetallische Phasen und intermetallische Verbindungen: Legierungen, Zintl-Phasen und Zintl-Salze, polykationische und polyanionische Cluster der Hauptgruppenelemente, Wade‘sche Regeln Niedervalente Übergangsmetallverbindungen: magnetische Phänomene, Metall-Metall-Bindungen, Metall-Metall-Mehrfach-bindungen, Metallcluster, Clusterkondensation, metallreiche Verbindungen, Clusterverknüpfung Festkörper als Materialien: Hartstoffe, Edelsteine, Elektronenleiter, Ionenleiter, Ferromagnetika, Ferroelektrika, Giant Magnetoresistance, Halbleiter, Supraleiter,


Stand: 16.11.2015

Gläser, Zeolithe. Chemische Bindung in Festkörpern: Einführung in die Bandstrukturtheorie, Zustandsdichte, Kristallorbitale.


BChLA 5.2.4 belegt oder äquivalente Kenntnisse

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 6 180 2 Seminar (max. 20 Stud.) 2 120 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%


keine

Sonstiges Literatur: Meyer (Hrsg.), Riedel: Moderne Anorganische Chemie (de Gruyter) Elschenbroich, Organometallchemie (Vieweg + Teubner) Müller, Anorganische Strukturchemie (Vieweg + Teubner) Huheey, Anorganische Chemie (de Gruyter) Gade, Koordinationschemie (Wiley-VCH) Cotton/Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry (Wiley)


Stand: 16.11.2015

Modul: Organische Moleküle und Materialien (Wahlpflichtbereich)


Workload 300 h

Umfang 10 LP


Turnus WS

Modulbeauftragter Prof. Dr. S. Höger

Anbietende Lehreinheit(en)

Fachgruppe Chemie (MNF), Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie


Fach-semester


Lernziele

- Erwerb von vertieften Kenntnissen über Schlüsselreaktionen und -konzepten der modernen organischen Chemie

- Entwicklung eines Verständnisses für mehrstufige Reaktionssequenzen - Erwerb von vertieften Kenntnissen auf dem Gebiet der Naturstoffchemie und der

organischen Materialforschung - Ausbau der Kenntnisse um moderne Analysenmethoden


1. Ausbau der Fähigkeit Texte zu interpretieren 2. Anwendung erfolgreicher Lernstrategien 3. Informationsmanagement 4. kritisches Denken 5. Problemlösefähigkeiten 6. Analytische Fähigkeiten dahingehend ausbauen, dass Syntheserouten zur

Darstellung komplexer Moleküle geplant werden können 7. Entscheidungsfähigkeit weiter ausbauen 8. Reflexionsfähigkeit schulen 9. Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln

Inhalte

Vorlesung "Synthesechemie" - Syntheseäquivalent und Umpolung: d/a-Nomenklatur, Umpolung, Acylanionen-Äquivalente - C-C-Knüpfung: C-Nukleophile (Enolate, metallorganische Reagenzien, Ummetallierung, Kreuz- und Homokupplungen), Redoxreaktionen - C=C-Knüpfung: Wittig- und ähnliche Reaktionen, Mc-Murry-Reaktion, metallvermittelte Olefinierungen - Pericyclische Reaktionen: Cycloadditionen, En-Reaktionen, sigmatrope Umlagerungen - Stereoselektive Synthese: Racematspaltung, diasteroselektive Synthese, ex-chiral-pool-Synthesen, chirale Auxiliare, enzymatische Methoden, enantoioselektive Katalyse - Retrosynthese - Naturstoffsynthese: Schutzgruppenchemie, Totalsynthese

Vorlesung "Konzepte und Materialien" Ausgewählte Themen aus den Bereichen - Heterocyclen - Polymere (linear, verzweigt, vernetzt, Dendrimere) - Flüssigkristalle - Gelbildner - Materialien für die Elektronik/Optoelektronik (OTFTs, OLEDs, Organische Solarzellen) - Fullerene und Kohlenstoffnanoröhren - Sensoren - Farbstoffe und Färbetechniken - moderne Analysenmethoden


Stand: 16.11.2015

Vorlesung "Naturstoffchemie" - Stoffwechselkreisläufe - Kohlenhydrate und Nucleinsäuren - Aminosäuren und Peptide - Lipide - Terpene

Seminar - Erarbeitung von Syntheserouten zur Darstellung komplexer Strukturen anhand von Totalsynthesen von Naturstoffen - Anwendung von modernen Analyseverfahren zur Charakterisierung komplexer Strukturen



Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 6 180 2 Seminar (max. 60 Stud.) 2 120 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%


keine

Sonstiges Literatur: Hegedus, Söderberg, Transition Metals in the Synthesis of Complex Organic Molecules (University Science Books) Kürti, Czakó, Strategic Application of Named Reactions in Organic Synthesis (Elsevier)


Stand: 16.11.2015

Modul: Physikalische Chemie „Aufbau, Funktion und Analyse komplexer Materie“ (Wahlpflichtbereich)


Workload 150 h

Umfang 5 LP


Turnus WS

Modulbeauftragter Prof. Dr. U. Kubitscheck


Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische und Theoretische Chemie


Fach-semester


Lernziele

- Anwendung von Kenntnissen der Thermodynamik und Spektroskopie aus dem Bachelorstudium auf konkrete Systeme

- Vertiefung und Erweiterung der Modellbildung und Konzepte zur Beschreibung komplexer Materie

- Erwerb von Kenntnissen zu spektroskopischen und mikroskopischen Untersuchungsmethoden

- Beurteilung und Bewertung von Methoden vor dem Hintergrund physikochemischer Problemstellungen


1. Analytische Problemlösefähigkeit 2. Kritisches Denken

Inhalte

Strukturbildung: Modelle und Beispiele zu Keimbildung, Reifungsprozessen, Grenzflächen, Membranen, Aggregaten, Nanoteilchen, Vesikeln, Protein/Oligonukleotid-Faltung und –struktur sowie komplexen Flüssigkeiten Energetische Anregungen: Grundsätzliche Aspekte, Kopplung von Anregungen, Energietransport und –dissipation, Anwendungsaspekte Spektroskopie und Bildgebung: Vergleich Ensemble-/Einzelmolekülmethoden, Orts-/Zeitauflösung, Wellenpaketdynamik, Optische Methoden, Magnetresonanz-Methoden, Rastersonden-Methoden, Datenbe- und -verarbeitung.



Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 2 75 2 Übung (max. 20 Stud.) 2 75 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%


keine

Sonstiges Literatur: H. Kuhn, H.-D. Försterling, Principles of Physical Chemistry (Wiley-VCH-Verlag) Rullière, Femtosecond Laser Pulses (Springer Verlag) Demtröder, Laserspectroscopy (Springer Verlag)


Stand: 16.11.2015

Modul: Quantenchemie I (Wahlpflichtbereich)


Workload 150 h

Umfang 5 LP


Turnus WS

Modulbeauftragter Prof. Dr. S. Grimme




Fach-semester


Lernziele

- Grundlagen der qualitativen und quantitativen Beschreibung der elektronischen Struktur von Molekülen und deren chemischen und physikalischen Eigenschaften

- Verständnis moderner Rechenmethoden der Theoretischen Chemie - Anwendung und kritische Bewertung der erlernten theoretischen Modelle und

Methoden zur rechnerischen oder phänomenologischen Lösung von chemischen Problemen


1. Lernkompetenz 2. Methodenkompetenz 3. Selbstkompetenz

Inhalte

Diese Veranstaltung führt in moderne Rechenmethoden der Quantenchemie ein. Sie vermittelt methodische Kenntnisse, die Chemiker heutzutage sowohl zum Verständnis der Fachliteratur unbedingt benötigen als auch um eigene Arbeiten theoretisch zu begleiten. Das Modul folgt einem neu ausgearbeiteten Konzept, welches darauf abzielt, die Quantenchemie als einen „chemienahen“ Wissenschaftszweig darzustellen aber auch die notwendigen Schritte zu einer quantitativ korrekten Behandlung von Molekülen und molekularen Eigenschaften aufzeigt. Dazu werden neben der notwendigen Formelsprache auch chemische Begrifflichkeiten und deren approximative Verbindung zu grundlegenden quantenchemischen Konzepten im Detail diskutiert. Besonderer Wert wird auf die Unterscheidung zwischen messbaren Größen (Observablen) und qualitativen Konzepten gelegt. Weiterhin soll der Weg von einem physikalischen Modell zu seiner mathematischen Behandlung bis hin zu seiner algorithmischen Umsetzung und seiner konkreten Anwendung deutlich gemacht werden.

Inhalte • Einführung in die quantitative Beschreibung der Elektronenstruktur • Hartree-Fock-Modell und Basissätze • Gesamtenergien, Elektronendichten, Orbitalenergien und Orbitale • Qualitative Elektronenstruktur von Molekülen anhand des MO-Modells;

Populationsanalysen • Hückel-Modelle und semi-empirische MO-Methoden • Grundlagen von wellenfunktionsbasierten Elektronenkorrelationsverfahren • Geometrieoptimierung und Potentialflächen • Grundlagen und Anwendungen der Dichtefunktionaltheorie • Einführung in die Theoretische Spektroskopie (IR, UV, NMR) und molekulare

Eigenschaften • Thermochemie und Lösungsmittelmodelle



Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 2 75 2 Übung (max. 20 Stud.) 2 75 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung


Stand: 16.11.2015

Klausur 100%


50 % der erreichbaren Punkte aus den Übungen unbenotet

Sonstiges Literatur: Jensen, Introduction to Computational Chemistry (Wiley) Cramer, Essentials of Computational Chemistry (Wiley)


Stand: 16.11.2015

Modul: Molekulare Dynamik zeitabhängiger Phänomene (Wahlpflichtbereich)


Workload 300 h

Umfang 10 LP


Turnus WS

Modulbeauftragter Prof. Dr. P. Vöhringer




semester des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 3. Sem.

Lernziele

- Kenntnisse moderner theoretischer und experimenteller Methoden in den Bereichen Zeitaufgelöste Spektroskopie, Wellenpaketdynamik und Molekulardynamik

- Verständnis des Zusammenspiels von Experiment und Theorie - eigenständige Durchführung und Auswertung von Experimenten der Bereiche

Zeitaufgelöste Spektroskopie, Wellenpaketdynamik und Molekulardynamik


Anwendung der vermittelten Kenntnisse zur Lösung von theoretischen und praktischen Problemen

Inhalte Molekulardynamik: monoatomare Systeme: Newtonsche Dynamik, Integrationsalgorithmen, Eigenschaften; thermodynamische Zustandskontrolle: konstante Temperatur, konstanter Druck; Freie Energie-Berechnungen (Thermodynamische Integration); molekulare Systeme: intramolekulare Kräfte, langreichweitige Kräfte; fortgeschrittene Methoden: polarisierbare Kraftfelder, Car-Parrinello-Simulationen, Entropie, Reaktionen

Lineare und nichtlineare Spektroskopie im Lichte der Quantendynamik: zeitabhängige Schrödinger-Gleichung und numerische Propagation; Übergangsdipoloperator; Dauerstrichanregung versus impulsive Anregung; zeitabhängiger Franck-Condon-Faktor und dessen Fourier-Transformierte;

bound-to-bound- und bound-to-free-Übergänge; lineare Absorption, lineare Emission; Eigenfunktion und Raman-Wellenfunktion; Theorie der Spektroskopie von Wellenpaketen; nichtlineare Absorption und nichtlineare Emission; Dichteoperator; Liouville-Gleichung; optische Bloch-Gleichungen

Experimentelle Methoden der Femtochemie: ultraschnelle Laser; nichtlineare Frequenzkonversion; zeitaufgelöste Fluoreszenzdetektion ; Pump-Probe-Spektroskopie, transiente Absorption, Fluoreszenz-Upconversion; Vierwellenmischen, Photonecho, transiente Gitter, optischer Kerr-Effekt; Anwendungsbeispiele

Femtochemisches Praktikum: Modenkopplung; Pulsdauerbestimmung, Autokorrelationsmessung, Interferometrie; Gruppengeschwindigkeitsdispersion (GVD), GVD-Kompensation; nichtlinear-optische Prozesse, Frequenzkonversion; Messtechniken der zeitaufgelösten Spektroskopie



Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 2 60 2 Seminar (max. 30 Stud.) 2 80 3 Praktikum 4 160 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliche Prüfung 100%


Stand: 16.11.2015


Versuchsbericht zum Praktikum

unbenotet

Sonstiges Literatur: Macomber, Dynamics of Spectroscopic Transitions Smit, Understanding Molecular Simulations Tildeslay, Computer Simulation of Liquids Fleming, Chemical Applications of Ultrafast Spectroscopy Mukamel, Principles of Nonlinear Spectroscopy


Stand: 16.11.2015

Modul: Makromolekulare Chemie (Wahlpflichtbereich)


Workload 300 h

Umfang 10LP


Turnus WS

Modulbeauftragter Prof. Dr. . S. Höger




Fach-semester


Lernziele

- Erwerb von Kenntnissen über Synthese, Eigenschaften und Anwendungen von Polymeren

- Erwerb von Kenntnissen über moderne Methoden zur Charakterisierung von Polymeren

- Ausbau der handwerklichen Fähigkeiten im organisch-chemischen Labor


1. schriftliche Dokumentation von wissenschaftlichen Versuchen 2. effizientes Zeitmanagement 3. Informationsmanagement 4. Organisationsfähigkeit 5. weitergehende Schulung des experimentellen Geschicks 6. weitergehende Schulung der Beobachtungsgabe 7. Entwicklung von Problemlösefähigkeiten 8. Ausbau der analytische Fähigkeiten, z.B. die Anwendung der Konzepte der

Makromolekularen Chemie bei der eigenständigen Synthese und Charakterisierung von Polymeren

9. Entscheidungsfähigkeit weiter ausbauen 10. Sorgfalt und Verantwortungsbewusstsein weiter schulen 11. Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln 12. den (selbst)kritischen Umgang mit Ergebnissen weiter schulen

Inhalte

Vorlesung - Polymerisationsmethoden, Molekulargewichte und deren Bestimmung - Kettenkonformation, Kautschukelastizität - Phasenumwandlungen in Polymeren (Tg, Tm), Viskoelastizität - Stufenwachstumsreaktionen (Polyester, Polyamide, Polysiloxane, Polyurethane,

Dendrimere, el. leitfähige Polymere) - Blockcopolymere, Blockcopolymermorphologie, - Kinetik der Polykondensation - Kontrollierte Reaktionen - Radikalische Polymerisation, Homopolymere (Kinetik, Molekulargewicht),

Kettenübertragung, Copolymerisation, Emulsionspolymerisation, kontrollierte radikalische Polymerisation

- Anionische Polymerisation, Polyacrylate - Charakterisierung (Viskosität, GPC, Osmose, Lichstreuung, MALDI-TOF

Spektrometrie, NMR) - Kationische Polymerisation - Polyolefine - Metathese-Polymerisation (ROMP, ADMET) - Kristallinität in Polymeren - Polymere in Lösung (Gittermodell, Flory-Huggins Theorie) - Supramolekulare Polymere - Verarbeitung und Recycling - Industrielle Aspekte der Polymerchemie

Praktikum:


Stand: 16.11.2015

Auswahl an Versuchen zu folgenden Themen: - Radikalische Polymerisation in Substanz - Molekulargewichtsbegrenzung durch Regler - Emulsionspolymerisation - Kontrollierte radikalische Polymerisation - Polykondensation, Polyaddition - Viskosimetrie - Gelpermeationschromatographie - Lichtstreuung - Phasenumwandlungen in Polymeren (DTA, DSC) - Kautschukelastizität


BChLA 5.2 belegt oder äquivalente Kenntnisse

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 4 150 2 Praktikum 4 150 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%


Versuchsprotokolle unbenotet

Sonstiges Literatur: Odian, Principles of Polymerizations (Wiley) Tieke, Makromolekulare Chemie (Wiley-VCH)


Stand: 16.11.2015

Modul: Anorganische Materialien (Wahlpflichtbereich)


Workload 300 h

Umfang 10LP


Turnus WS

Modulbeauftragter Prof. Dr. R. Glaum




Fach-semester


Lernziele

- Erwerb von vertieften Kenntnissen im Gebiet der anorganischen Feststoffe und Materialien, ihrer Reaktionen und ihrer (industriellen) Verwendung, z. B. in der Katalyse

- Anwendung dieses Wissens in Theorie und Praxis - Ausbau der handwerklichen Fähigkeiten im anorganisch-chemischen

Laboratorium - Fähigkeit zur eigenständige Durchführung von Synthesen von Feststoffen - Ausbau der Kenntnisse über moderne analytische Techniken zur

Charakterisierung


1. Fähigkeit zur schriftlichen Dokumentation von wissenschaftlichen Versuchen 2. Fähigkeit zu wissenschaftlich fundierten Interpretation von experimentellen

Ergebnissen, sowohl verbal als auch schriftich 3. effizientes Zeitmanagement 4. Informationsmanagement 5. Organisationsfähigkeit 6. weitergehende Schulung des experimentellen Geschicks 7. weitergehende Schulung der Beobachtungsgabe 8. Entwicklung von Problemlösefähigkeiten 9. Ausbau der analytische Fähigkeiten, z.B. die Interpretation von

spektroskopischen Befunden zu Reaktionsverläufen 10. Entscheidungsfähigkeit weiter ausbauen 11. Sorgfalt und Verantwortungsbewusstsein weiter schulen 12. Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln 13. den (selbst)kritischen Umgang mit Ergebnissen weiter schulen

Inhalte Grundlagen zu Anorganischen Materialien: Metalle, Halbleiter, Dielektrika, Keramiken, Gläser, Nanomaterialien; Zusammenhänge zwischen Struktur, chemischer Bindung und Eigenschaften; elektronische Struktur von Festkörpern; Thermodynamik heterogener Gleichgewichte (fest-flüssig-gasförmig); Homogenitätsbereich von Phasen; elektronische Struktur von Ionen der d- und f-Elemente;

Materialsynthesen: Festkörperreaktionen, Sol-Gel-Verfahren, Hydrothermal-Synthesen, Synthesen aus der Gasphase (Fest-Gas-Reaktionen, chemischer Transport), Mikrowellen assistierte Synthesen, Synthese thermodynamisch metastabiler Feststoffe, Syntheseverfahren für Nanomaterialien

Charakterisierung: Beugungsmethoden; optische Spektroskopie (UV/VIS, IR, Raman-Spektroskopie); Elektronenspektroskopie (EDX, EELS), Kernmagnetische Resonanz; Magnetische Messungen; optische Charakterisierung (Licht- und Elektronenmikroskopie)

Materialeigenschaften/Anwendungen: Feststoffionenleiter und deren Anwendung in der Brennstoffzelle; Funktionskeramiken mit dielektrischen und magnetischen Eigenschaften (Piezoelektrika, Spintronics, etc.) und deren Anwendungen in elektronischen Komponenten; Heterogene Katalyse (z.B. Fischer-Tropsch, Haber-Bosch, Dreiwege-Katalysator); optische Eigenschaften und Anwendungen


Stand: 16.11.2015

in Farb- und Leuchtpigmenten

Praktikum: anspruchsvolle Feststoffsynthesen (empfindliche Verbindungen, definierte Reaktionsatmosphäre, metastabile Phasen)

- Chemisches Transportexperiment inkl. der Berechnung der heterogenen Gleichgewichte und der Transportrate

- Festkörperreaktionen von Edukten in unterschiedlichen Mengenverhältnissen und Phasenbestimmung der Produkte mittels Beugungsmethoden und Mikrobereichsanalysen am Elektronenmikroskop

- Sol-Gel-Synthese eines Films auf Substrat und Bestimmung der Kristallstruktur und der Mikrostruktur als Funktion der Synthesetemperatur

- Experimente zur Herstellung von nanoskaligen Kristallen und deren Charakterisierung mit Beugungsmethoden und elektronenmikroskopischen Methoden



Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 4 120 2 Seminar (max. 30 Stud.) 1 40 3 Paktikum 4 140 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%


akzeptierte Protokolle der praktischen Übungen, ein Referat

unbenotet

Sonstiges Literatur: West, Festkörperchemie (Wiley-VCH) Smart, Moore, Solid State Chemistry (Taylor & Francis) Gade, Koordinationschemie (Wiley-VCH)


Stand: 16.11.2015

Modul: Biophysikalische Chemie (Wahlpflichtbereich)


Workload 300 h

Umfang 10 LP


Turnus WS

Modulbeauftragter Prof. Dr. U. Kubitscheck




Fach-semester

des Moduls Master of Education Chemie

Wahlpflicht 3. Sem.

Lernziele

- Vertiefte Kenntnisse der Biophysikalischen Chemie - eigenständige Durchführung und Auswertung von Experimenten mit den

Methoden der Biophysikalischen Chemie Schlüssel-kompetenzen

Anwendung der vermittelten Kenntnisse zur Lösung von theoretischen und praktischen Problemen

Inhalte

Moleküle der Zelle I: Wasser, Ionen, Lipide, Nukleinsäuren, Proteine, Saccharide Aufbau von Zellen: Prokaryoten und Eukaryoten Moleküle der Zelle II: Proteine: physikalische Wechselwirkungen in Proteinen (Elektrostatik inklusive Debye-Hückel-Theorie, Dipolare Wechselwirkungen, sterische Abstoßung, Wasserstoffbrückenbindung, Hydrophober Effekt), Simulation von Proteinstruktur und -dynamik (MD-Simulation), spezifische Bindung / molekulare Erkennung, Molecular Crowding (statistisches Modell, Einfluss auf Bindungskonstanten, Strukturumwandlungen) Moleküle der Zelle III: Biomembranen: hydrophober Effekt, Selbstaggregation und Fluid-Mosaic Modell, Membranpotentiale (Diffusionspotential, Elektrodiffusionsgleichung, Donnan-Potential, Goldmann-Gleichung), molekulare Grundlage der Selektivität von Ionenkanälen, Leitfähigkeit aktiver Membranen. Konformationsumwandlungen von Makromolekülen: Helix-Coil-Umwandlung von Polyaminosäuren und Proteinen (Zipper-Modell, Vorhersage von Sekundärstrukturen in Proteinen), Schmelzen von DNA Methoden der Biophysikalischen Chemie: moderne thermodynamische Methoden, moderne abbildende Verfahren der Lebenswissenschaften, Schlüsselexperimente der Biophysikalischen Chemie, exemplarische Anwendungen der in der Vorlesung erarbeiteten Konzepte

Praktikum der Biophysikalischen Chemie: optische und funktionelle Mikroskopie, thermodynamische Verfahren, Analyse von Biomakromolekülen


MEdCh1.3.8

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 2 60 2 Seminar (max. 30 Stud.) 2 90 3 Praktikum 4 150 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliche Prüfung 50%

Vortrag im Seminar 50%


Erfolgreiches Vortestat zum Praktikum und die Anfertigung eines schriftlichen Berichts

Unbenotet

Sonstiges Literatur:


Stand: 16.11.2015

Modul: Theoretische Methoden zur Behandlung kondensierter Materie (Wahlpflichtbereich)


Workload 300 h

Umfang 10 LP


Turnus WS





Fach-semester


Wahlpflicht 3. Sem.

Lernziele

- Kenntnisse der quantenchemischen Methoden zur Behandlung von Kristallen und Flüssigkeiten

- Praktische Durchführung und Interpretation quantenchemischer Berechnungen kondensierter Materie

- Vorbereitung auf eigene Arbeiten im Bereich der Theoretischen Chemie kondensierter Materie


1. Lernkompetenz 2. Methodenkompetenz 3. Selbstkompetenz

Inhalte

Nicht-kovalente Wechselwirkungen (NKWW) zwischen Atomen, Molekülen (irreführend auch als „nicht-bindende“ oder „schwache“ WW bezeichnet) sind für die Bildung kondensierter Materie (z.B. Flüssigkeiten oder Molekülkristalle) von essentiell Bedeutung. Als wichtiges Unterscheidungsmerkmal zu kovalenten Bindungen ist in guter Näherung der additive und damit kumulative Charakter der NKWW zu sehen. So können sich viele, individuell kleine Beiträge bereits in mittelgroßen Systemen zu hohen Gesamtbindungsenergien aufsummieren. Moderne quantenchemische Methoden der WFT oder DFT sind in Lage, diese NKWW quantitativ zu beschreiben und eröffnen somit einen theoretischen Zugang zu einer Vielzahl von Stoffeigenschaften. Im ersten Teil der Veranstaltung werden sowohl die theoretischen Grundlagen der NKWW vermittelt als auch praktische Aspekte ihrer Berechnung für verschiedenste Systeme diskutiert und im Praktikum an typischen Beispielen demonstriert. NKWW sind besonders von Bedeutung in Flüssigkeiten und für Lösungsmitteleffekte, welche vorzugsweise mit Molekulardynamik behandelt werden. Es sollen konkret Konzepte zur Beschreibung der NKWW in solchen Simulationen (also von Kraftfeldern bis hin zu „on the fly“-berechneten Potentialen) behandelt werden. Im Nachgang solcher Berechnungen muss die Vielzahl von Daten, die in den sogenannten Trajektorien steckt, analysiert werden. Im Praktikum sollen anhand von konkreten Beispielen flüssige Systeme und die zugehörigen Arbeitschritte verstanden werden. Die quantenchemische Beschreibung von kristallinen Festkörpern und ihren Oberflächen unterscheidet sich aufgrund der Translationssymmetrie fundamental von der Behandlung molekularer Systeme. Sowohl der Hamiltonoperator als auch die Wellenfunktion müssen periodische Randbedingungen erfüllen. Als Konsequenz ergeben sich prinzipiell unendlich viele Wechselwirkungsintegrale, und die Gesamtwellenfunktion müsste aus unendlich vielen Kristallorbitalen aufgebaut sein. Im zweiten Teil der Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen der Ansätze vorgestellt, mit denen sich diese Problematik behandeln lässt. Dazu wird das Konzept des reziproken Raums vorgestellt. Die Anzahl der Orbitale lässt sich dann durch Auswahl spezieller Punkte in der irreduziblen Brillouinzone auf eine endliche Anzahl reduzieren. Als Basisfunktionen werden Blochfunktionen entweder aus ebenen Wellen oder atomzentrierten Funktionen verwendet. Daraus ergeben sich unterschiedliche Ansätze für die näherungsweise Berechnung der unendlichen Gittersummen. Im Praktikum werden die Studierenden mit dem Kristallorbitalprogramm CRYSTAL


Stand: 16.11.2015

ausgewählte Festkörper und Oberflächen behandeln. Dabei werden Atomisierungsenergien, Gitterparameter, Bandstrukturen sowie Adsorptionsstrukturen und -energien berechnet.


MEdCh1.3.9

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 20 Stud.) 3 120 2 Praktikum 4 180 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliche Prüfung 100%


Protokoll zum Praktikum Unbenotet

Sonstiges Literatur: Stone, The Theory of Intermolecular Forces (Oxford) Dronskowski, Computational Chemistry of Solid State Materials (Wiley-VCH) Leach, Molecular Modelling: Principles and Applications (Prentice Hall)


Stand: 16.11.2015

Modul: Synthese und Retrosynthese (Wahlpflichtbereich)


Workload 300 h

Umfang 10 LP


Turnus WS

Modulbeauftragter Prof. Dr. D. Menche





Lernziele

1. Erwerb von vertieften Kenntnissen über moderne Syntheseverfahren 2. Verständnis und Beurteilung von Synthesen komplexer Funktionsverbindungen mit einem Schwerpunkt auf der Totalsynthese von Naturstoffen 3. Ausbau der handwerklichen Fähigkeiten im organisch-chemischen Labor 4. Ausbau der Kenntnisse über NMR-spektroskopische Verfahren und Anwendung dieses Wissens zur Ableitung der Konstitution, Konfiguration und Konformation komplexer organischer Verbindungen


1. schriftliche Dokumentation von wissenschaftlichen Versuchen 2. effizientes Zeitmanagement; Informationsmanagement; Organisationsfähigkeit 3. weitergehende Schulung des experimentellen Geschicks 4. weitergehende Schulung der Beobachtungsgabe 5. Entwicklung von Problemlösefähigkeiten 6. Ausbau der analytische Fähigkeiten, z.B. die Anwendung der Konzepte der Organischen Chemie zur eigenständigen Erarbeitung von Syntheserouten komplexer Funktionsverbindungen 7. Entscheidungsfähigkeit weiter ausbauen 8. Sorgfalt und Verantwortungsbewusstsein weiter schulen 9. Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln 10. den (selbst)kritischen Umgang mit Ergebnissen weiter schulen

Inhalte

Theorie - Retrosynthese und Synthesestrategien - Anwendung moderner Methoden in der Synthese komplexer Funktionsverbindungen - Diskussion komplexer Naturstoff- und Wirkstoffsynthesen - Ausgewählte moderne Konzepte (u.a. Symmetrie, Intramolekularisierung, Tandemprozesse, Multikomponentenreaktionen, Biomimetische Synthese) - Anwendung moderner NMR-Verfahren zur Bestimmung der 2D- und 3D-Struktur von Funktionsverbindungen Praxis - Ausgewählte Aspekte der Praxis der organischen Chemie: Reaktionskontrolle, Chromatographie, GC, HPLC, Reaktionsoptimierung - 2D- und 3D-Best. komplexer organischer Verbindungen durch NMR-Spektroskopie - Interaktive Erarbeitung von Retrosynthesen und Syntheseplänen komplexer Funktionsverbindungen


bestandenes Modul MEdCh1.3.7

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 2 60 2 Seminar (max. 30 Stud.) 4 120 3 Praktikum (max. 5 Stud.) 3 120 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%


vollständige Versuchsprotokolle; Referat unbenotet

Sonstiges


Stand: 16.11.2015

Modul: Physikalische Chemie - Kinetik und Elektrochemie (Wahlpflichtbereich)


Workload 270 h

Umfang 9 LP


Turnus SS

Modulbeauftragter Prof. Dr. O. Schiemann




Fach-semester

des Moduls Master of Education Chemie Bachelor of Science Chemie (BCh 2.3)

Wahlpflicht 2. od. 4. Sem.

Lernziele In diesem Modul erwerben die Studierenden die Grundkenntnisse der chemischen Kinetik und der Elektrochemie. Die Studierenden sollen die theoretischen Grundlagen und Modelle der chemischen Kinetik und Elektrochemie beherrschen und erfolgreichem Abschluß des Moduls in der Lage sein, diese auf chemische und elektrochemische Reaktionen und komplexere Reaktionsmechanismen anwenden zu können.


Die Studierenden können reaktionskinetische und elektrochemische Sachverhalte in verschiedenen Anwendungsbezügen und Sachzusammenhängen erfassen, bewerten und in mathematisch angemessener Form beschreiben. Sie sind in der Lage, ihre Kenntnisse in adäquater mündlicher und schriftlicher Form darzustellen. Sie erlernen Lernstrategien und ein angemessenes Zeitmanagement. Sie erkennen die eigene Lernmotivation. Die Studierenden erlernen sorgfältiges Arbeiten, Teamfähigkeit und Kommunikationsfähigkeit.

Inhalte Physiko-chemische Eigenschaften von Elektrolyten 1. spezifische und molare Leitfähigkeit 2. starke und schwache Elektrolyte 3. Ionenbeweglichkeit und Hittorf’sche Überführung 4. Theorie der elektrolytischen Leitfähigkeit

Thermodynamik in elektrochemischen Zellen 1. Elektrolysezelle und galvanisches Element 2. Zellreaktionen und Ladungstransport 3. Elektrodentypen und Elekrodenpotentiale 4. elektrochemische Gleichgewichtsbedingung und Nernst’sche Gleichung

Formale Reaktionskinetik 1. Reaktionsgeschwindigkeit und Geschwindigkeitsgesetze 2. Geschwindigkeitskonstante und ihre Temperaturabhängigkeit 3. Aktivierungsenergie 4. Reaktionsordnung und Molekularität 5. Experimentelle Methoden zur Bestimmung von Reaktionsgeschwindigkeiten

Reaktionsmechanismen 1. Elementarreaktionen und zusammengesetzte Reaktionen 2. Parallel- und Folgereaktionen mit und ohne Vorgleichgewicht 3. Quasistationarität 4. Kettenreaktionen 5. homogene und heterogene Katalyse 6. Zusammenhang Thermodynamik-Kinetik

Transportvorgänge 1. Diffusion in Gasen 2. Flüssigkeiten und Festkörpern 3. Fick’sche Gesetze 4. Wärmeleitung und Fourier’sches Gesetz 5. innere Reibung und Newton’sches Gesetz 6. Transportkoeffizienten


keine


Stand: 16.11.2015


[h] Vorlesung (max. 200 Stud.) 2 75 Übungen (max. 20 Stud.) 2 75 Praktikum (Gruppen mit max. 4 Stud.) 4 120 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%


Erfolgreiche Bearbeitung von 50% der Übungsaufgaben und erfolgreich abgeschlossene Praktikumsversuche

unbenotet

Sonstiges Literatur: Standardlehrbücher der Physikalischen Chemie, z.B. P. W. Atkins, J. de Paula, Physikalische Chemie, G. Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie


Stand: 16.11.2015

Modul: Physikalische Chemie – Spektroskopie (Wahlpflichtbereich)


Workload 180 h

Umfang 6 LP


Turnus SS

Modulbeauftragter Prof. Dr. P. Vöhringer




Fach-semester



Lernziele Die Studierenden erlangen die grundlegenden Kenntnisse über spektroskopische Methoden zum Nachweis und zur Charakterisierung von Atomen und Molekülen.


Nach erfolgreichem Abschluß des Moduls sind die Studierenden in der Lage, zur Erforschung von Atom- und Moleküleigenschaften und zur Aufklärung der Struktur und der Zusammensetzung von Materie geeignete spektroskopische Methoden auszuwählen, zu interpretieren und optimal zu nutzen.

Inhalte Grundlagen der Spektroskopie 1. Eigenschaften von elektromagnetischer Strahlung 2. Spektralbereiche 3. Materie-Feld-Wechselwirkung 4. instrumentelle Techniken Atomspektroskopie 1. Termschema von Wasserstoff und Mehrelektronenatomen 2. Atomabsorptions- und Emissionsspektroskopie 3. Auswahlregeln Rotationsspektroskopie 1. Rotationsstruktur von linearen und nichtlinearen Molekülen 2. Rotationsübergänge und Auswahlregeln 3. Mikrowellenspektrometer Schwingungsspektroskopie 1. Schwingungsstruktur von zwei und mehratomigen Molekülen 2. harmonischer und anharmonischer Oszillator 3. Normalmoden 4. Infrarotspektrometer und Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie 5. Lichtstreuung und Raman-Spektroskopie 6. Rotations-Schwingungsübergänge 7. Infrarot- und Raman-Auswahlregeln Elektronenanregungen 1. UV-VIS-Spektroskopie und Spektrometer 2. Franck-Condon-Prinzip 3. Elektronische Absorptions- und Fluoreszenzspektroskopie 4. Schwingungsprogression 5. photoinduzierte Elementarprozesse 6. zeitaufgelöste Spektroskopie Elektronenspektroskopie 1. Photoelektronenspektroskopie 2. Elektronenverlust-Spektroskopie 3. Elektronenbeugung


keine


1. Vorlesung (max. 100 Stud.) 2 30


Stand: 16.11.2015

2. Übungen (max. 100 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 90 Klausurvorbereitung 60 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%


Das Erreichen von 50% der Punkte aus den Übungen ist Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur

unbenotet

Sonstiges Literatur: Standardlehrbücher der Physikalischen Chemie, z.B. P. W. Atkins, J. de Paula, Physikalische Chemie, G. Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie


Stand: 16.11.2015

Modul: Theoretische Chemie II (Gruppentheorie) (Wahlpflichtbereich)


Workload 180 h

Umfang 6 LP


Turnus SS

Modulbeauftragter Prof. Dr. Th. Bredow




semester des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 2. od.

4. Sem.

Lernziele Die Studierenden erlernen die Grundlagen der Gruppentheorie in der Chemie und wenden diese Kenntnisse im Rahmen der Darstellungstheorie zum Studium von Symmetrieeigenschaften von Molekülschwingungen und elektronischen Zuständen an.

Schlüsselkompe-tenzen

Anwendung der Kenntnisse im Rahmen der Darstellungstheorie Befähigung zur mathematische Behandlung der Spektroskopie und Photochemie

Inhalte Die Veranstaltung ist thematisch stringent organisiert, um von dem mathematischen Konzept „Gruppe“ über die Analyse von Symmetrieeigen-schaften zu den in der Chemie oft verwendeten Symmetrieklassifizierungen, Auswahlregeln in optischer und Schwingungsspektroskopie sowie Korrelations-diagrammen zu gelangen. Die dazu benötigten Hilfsmittel (Darstellungsmatrizen, Projektionsoperatoren) und mathema-tischen Operationen (Ausreduktion von Darstellungen, Konstruktion von symmetrie-adaptierten Normalschwingungen und Molekülorbitalen) werden Schritt für Schritt eingeführt.

Auf diese Weise werden die allgemeinen Grundlagen der Gruppentheorie vermittelt, um dann im Rahmen der Darstellungstheorie Symmetrieeigenschaften von Molekülschwingungen und elektronischen Zuständen studieren zu können. Grundlagen

Konzept der „Gruppe“, Gruppenaxiome Symmetrieelemente und Symmetrieoperationen Punktgruppen Reduzible und irreduzible Darstellungen Charaktertafeln

Symmetrie von Molekülschwingungen Symmetrieangepasste Auslenkungskoordinatoren, Normalkoordinaten Symmetrie von Schwingungen Auswahlregeln für IR- und Raman-Spektren, Projektionsoperatoren

Symmetrie von Elektronenzuständen in Molekülen Auswahlregeln für molekulare Grundzustandseigenschaften Symmetrie von Molekülorbitalen und Mehrelektronenzuständen Sigma-pi-Separation als Grundlage der Hückelmethode Franck-Condon-Prinzip, Auswahlregeln und Oszillatorenstärken

Symmetrie bei Reaktionen Woodward-Hoffmann-Regeln Korrelationsdiagramme für thermische und photochemische Reaktionen


keine

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 30 2 Übungen (max. 30 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 30 Klausurvorbereitung 60


Stand: 16.11.2015

Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%


keine

Sonstiges Literatur: David M. Bishop, Group Theory and Chemistry, Dover 1993 (ISBN 0486673553)


Stand: 16.11.2015

Modul: Praktikum Organische Chemie (Wahlpflichtbereich)


Workload 360 h

Umfang 12 LP


Turnus SS

Modulbeauftragter Prof. Dr. S. Höger


Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie


semester des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 2. od. 4.

Sem.


Die Studierenden erlernen wichtige Fertigkeiten für die praktischen Arbeiten im Rahmen einer Bachelor-Arbeit im Bereich der Organischen Chemie. Sie bauen die Fähigkeiten zur Präsentation wissenschaftlicher Sachverhalte in schriftlicher und mündlicher Form weiter aus.

Inhalte Durchführung von einfacheren organischen Reaktionen, Isolierung eines Naturstoffs, Darstellung eines Farbstoffs

Techniken: Fest-flüssig-Extraktion, Hochvakuumdestillation, Rektifikation, Arbeiten unter Schutzgas, Durchführung einer organischen Analyse eines Gemisches aus mehreren Substanzen unter Anwendung der bisher erlernten Trenn- und analytischen Charakterisierungsverfahren

Charakterisierung von Verbindungen: Bestimmung von Brechungsindices, Schmelz- und Siedepunktsbestimmung, Aufnahme und Auwertung von IR-Spektren, NMR-Spektroskopie, Massenspektrometrie, Spektroskopie

Seminar: Vorstellung der eigenen Arbeiten und deren Hintergründe


Bestandenes Modul BChLA 5.2.1 (Konzepte und Synthesen in der Organischen Chemie)

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Seminar (max. 20 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 30 2 Praktikum (max. 20 Stud.) 14 210 Vor- und Nachbereitung 70 Klausurvorbereitung 20 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliche Prüfung (max. 45 Minuten) 100%


Anfertigung aller Versuchsprotokolle und ein Vortrag (unbenotet)

unbenotet

Sonstiges


Stand: 16.11.2015

Modul: Wahlpflichtpraktikum Anorganische Molekülchemie


Workload 360 h

Umfang 12 LP


Turnus SS

Modulbeauftragter Prof. Dr. A. Filippou




semester des Moduls Master of Education Chemie

Bachelor of Science Chemie (BCh 6.1.2) Wahlpflicht 2. od. 4.

Sem.


Die Studierenden erlernen Inertgastechniken und moderne Methoden zur Darstellung, Isolierung und Charakterisierung von molekularen Verbindungen der Haupt- und Nebengruppenelemente. Die Studierenden erwerben Kenntnisse und Fertigkeiten für präparative Techniken, spektroskopische Methoden und die Präsentation wissenschaftlicher Sachverhalte, die sie für die Durchführung der Bachelor-Arbeit im Bereich der anorganischen Molekülchemie benötigen.

Inhalte Im Wahlpflichtpraktikum werden durch eigenständige Experimente die im Modul BCh 5.2 vermittelten Grundlagen der anorganischen Molekülchemie veranschaulicht und vertieft. Am Beispiel der Synthese und der Reaktionen von ausgewählten Vertretern wichtiger Substanzklassen wie den Hauptgruppenelementorganylen, den p-und d-Block-Elementhalogeniden, den Carbonyl-Komplexen, den Distickstoff-Komplexen, den Phosphan-Komplexen, den Cyclopentadienyl-Verbindungen oder den Aren-Komplexen sollen die Studierenden wichtige präparative Techniken und Trennmethoden der anorganischen Molekülchemie unter Inertgasbedingungen kennenlernen, zur Erlangung praktischer Fertigkeiten mehrfach üben, und ihr Wissen über die Reaktionen dieser Substanzklassen vertiefen. Ferner sollen die Studierenden den Einsatz von spektroskopischen Methoden, wie z. B. der IR-, der Flüssig-NMR-, und Heterokern-NMR-Spektroskopie, der Massenspektrometrie und der UV-Spektroskopie, zur Strukturaufklärung der isolierten Verbindungen üben und so ihre theoretischen Kenntnisse durch praktische Beispiele aus der anorganischen Molekülchemie vertiefen. In der praktikumsbegleitenden Vorlesung und dem Seminar werden vertiefende Aspekte der Molekülchemie von Haupt- und Nebengruppenelementen aufbauend auf dem Modul BCh 5.2 behandelt. Folgende Themen werden hierbei vertieft: Hauptgruppenelement-Chemie: Nomenklatur-Systeme, Elektronegativitäts-Konzepte, Molekülstruktur- und Bindungskonzepte am Beispiel von Mehrzentrenbindungen in acyclischen und cyclischen Verbindungen sowie in Bor-Clustern, Molekülstrukturumwandlungen hinsichtlich Geometrie und Energie (Walsh-Diagramme), Gruppentransferprozesse (z.B. Silatropie) und dynamische Prozesse an hochkoordinierten Hauptgruppen-Elementzentren.

Nebengruppenelement-Chemie Vertiefende Aspekte der Chemie von Carbonyl-Komplexen und von Komplexen mit CO-ähnlichen Liganden und deren Anwendungen in der industriellen Praxis und im Labor Vertiefende Aspekte der Chemie von Phosphan-Komplexen mit Anwendungen in der industriellen Praxis und im Labor Vertiefende Aspekte der Chemie von Metallocenen und Aren-Komplexen mit Anwendungen in der industriellen Praxis und im Labor


Bestandenes Modul BChLA 5.2.2 (Grundlagen der anorganischen Molekül- und Festkörperchemie)

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung und Seminar (max. 20 Stud.) 3 45 Vor- und Nachbereitung 45 2 Praktikum (max. 20 Stud.) 13 180 Prüfungsvorbereitung 30


Stand: 16.11.2015

Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliche Prüfung (max. 45 Minuten) 100%


der erfolgreiche Abschluss des Praktikums und Anfertigung der schriftlichen Versuchsprotokolle

unbenotet

Sonstiges Literatur: N.N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemie der Elemente E. Riedel, Moderne Anorganische Chemie C. Elschenbroich, Organometallchemie J. Huheey, E. Keiter, R. Keiter, Anorganische Chemie Kalinowski, Berger, Braun, Heteronukleare NMR-Spektroskopie


Stand: 16.11.2015

Modul: Praktikum Festkörperchemie und Materialien (Wahlpflichtbereich)


Workload 360 h

Umfang 12 LP


Turnus SS

Modulbeauftragter Prof. Dr. R. Glaum




des Moduls Master of Education Chemie Bachelor of Science Chemie (BCh 6.1.3)



Ziel des Moduls ist es, aufbauend auf den Modulen BChLA 2.1 und 3.1, den Studie-renden Grundlagen festkörperchemischer Arbeitstechniken und die Eigenschaften an-organischer Materialien zu vermitteln. Die Studierenden sollen an eigenen Präparaten die grundlegende Meßmethoden für physikalische Eigenschaften fester Stoffe erlernen. Dabei wird die Beziehung zwischen Struktur bzw. Zusammensetzung des untersuchten Stoffes und den Eigenschaften herausgehoben. Die Studierenden erwerben hier Fertig-keiten für die praktischen Arbeiten zu einer Bachelor-Arbeit in der Anorganischen Chemie und für die Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse und Sachverhalte in schriftlicher und mündlicher Form.

Inhalte Anhand der Darstellung einfacher festkörperchemischer Präparate, die einen Einblick in die Synthesemöglichkeiten der Festkörperchemie vermitteln sollen, wie die Darstel-lung von Oxiden durch keramische Pulvermethoden, aus aktiven Vorläuferverbindung-en oder über Sol-Gel-Verfahren, sollen die Syntheseplanung (Temperaturen, Tiegelma-terialien) und die Synthesekontrolle z.B. durch Pulverdiffraktometrie erlernt werden. Weitere Arbeitstechniken wie die Durchführung von Fest-Gas-Reaktionen, der chemi-sche Transport und der Einsatz von Mikrowellen in der Synthese ergänzen das Reper-toire. Für viele Substanzen und Synthesen sind Inertbedingungen unabdingbar. Hier werden die Techniken der Handhabung und Untersuchung solcher Substanzen durch die Verwendung der Schlenktechnik und von Handschuhkästen vermittelt. Zur Charak-terisierung sollen neben der Pulverdiffraktometrie weitere Messmethoden wie magne-tische Messungen, Schwingungsspektroskopie, die thermischen Analyseverfahren der Differenzthermoanalyse, der Thermogravimetrie und der Difference Scanning Calorimetry, die Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeits-charaktristik, die optische Spektroskopie im NIR-, Vis- und UV-Bereich sowie auch Methoden der Elektronenmikroskopie eingesetzt werden, um mit diesen analytischen Verfahren bekannt zu werden. Im Seminar sollen die Studierenden ihre eigenen Arbeiten und deren Hintergrund vorstellen. Prinzipiell dient dieses Modul so der Vorbereitung auf eine Masterarbeit in diesen Bereichen.

Teilnahme-voraussetzungen bestandenes Modul BChLA 5.2.2 (Grundlagen der Molekül- und Festkörperchemie)

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Seminar (max. 20 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 30 2 Praktikum (max. 20 Stud.) 14 210 Vor- und Nachbereitung 70 Prüfungsvorbereitung 20 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliche Prüfung (max. 45 Minuten, 80 %),

ein benoteter Vortrag (20 %). 100%


erfolgreicher Abschluß des Praktikums und Anfertigung der schriftlichen Versuchsprotokolle.

unbenotet

Sonstiges Literatur: A.R. West, Festkörperchemie, VCH-Verlag, Weinheim. Smart/Moore, Solid State Chemistry, Taylor & Francis, 2005.


Stand: 16.11.2015

Modul: Praktikum Biochemie (Wahlpflichtbereich)


Workload 360 h

Umfang 12 LP


Turnus SS

Modulbeauftragter Prof. Dr. C. Thiele


LIMES




Sem.


Verständnis der unter Inhalte gennanten Teilbereiche der Biochemie und Zellbiologie Kenntnis und Anwendung der wichtigsten biochemischen Arbeitsmethoden 1. Analytische Fähigkeiten: die Studierenden lernen über die Ziele des Moduls BChLA 5.2.3 hinaus, die vielfältigen Reaktionswege des Intermediärstoffwechsels mit denen des Energiestoffwechsels zu verknüpfen. 2. Problemlösungsfähigkeit: die Studierenden lernen, biochemische Prinzipien auf zur Lösung zellbiologischer und physiologischer Probleme zu verwenden 3. Kritisches Denken: Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden, komplexe Informationen über Gesundheit und Ernährung aus Presse und Internet umfassend auf ihren wissenschaftlichen Gehalt überprüfen und beurteilen zu können.

Inhalte Stickstoff-, Aminosäure- und C1-Stoffwechsel. Stoffwechsel von Membranlipiden und Steroiden, Struktur und Funktion biologischer Membranen. Nukleotid-Stoffwechsel, DNA-Strukturen und Replikation, RNA-Strukturen und Translation, Proteinbiosynthese und Aufbau von Genen und Chromosomen. Signaltrans-duktionsketten, posttranslationale Modifikation und intrazellulärer Transport von Proteinen. Praktikum: 3 Wochen Blockversuche zur Reinigung und Charakterisierung von Biomolekülen. Wochenversuch zur kombinierten Anwendung und Vertiefung der erlernten Techniken Intermediärstoffwechsel 1. Stoffwechsel des Stickstoffs, Stoffwechsel einiger Aminosäuren, C1-

Stoffwechsel, Sulfat-Altivierung, Häm-Synthese und Regulationsprinzipien; Harnstoffzyklus; Mono- und Dioxygenasen, Erbkrankheiten, Bildung von biogenen Aminen, Neurotransmittern und Melanin.

2. Lipidstoffwechsel und Membranen 3. Stoffwechsel der Fettsäuren, einschließlich Bildung von Prostaglandinen,

Thromboxanen und Leukotrienen; Hormonelle Regulation der Lipolyse, Lipid- und Fettsäuretransport über Lipoproteine, Aktivierung und beta-Oxidation gesättigter und ungesättigter Fettsäuren in Mitochondrien und Peroxysomen, Ketonkörper; Struktur, Biosynthese, Abbau und Funktion von Triacylglyceriden, Ester-, Ether- und Vinylether-phospholipiden; Cholesterolbiosynthese und deren Regulation; Sphingolipide: Struktur, Funktion, Biosynthese, Abbau und Erbkrankheiten; Lipiddoppelschichten; Aufbau und Funktion biologischer Membranen

4. Biosynthese und Abbau von Nucleotiden 5. IMP, AMP, GMP, Orotsäure, UMP, CTP; Neusynthese, salvage-pathway,

Abbau und Regulation; Deoxynucleosiddiphosphate und TTP; Erbkrankheiten; Bildung von NAD+, CoA, FAD).

Informationsübertragung in Makromolekülen 1. DNA-Strukturen und Replikation 2. mRNA und Transkription 3. Genetischer Code 4. Proteinbiosynthese 5. Eukaryontische Chromosomen 6. Posttranslationale Modifikation von Proteinen, Intrazellulärer Transport


Stand: 16.11.2015

Blockversuche 1. Agarose-Gelelektrophorese von DNA, PCR 2. Polyacrylamid-Gelelektrophorese von Proteinen 3. Radioimmuno-Assay 4. Lipidanalyse aus Geweben von Probanden und Gangliosidose-Patienten 5. Techniken zur Proteintrennung (Ionenaustausch-, Gelpermeations-

Chromatographie und Ultrazentrifugation) 6. Enzymkinetik 7. Photometrie 8. Fluorimetrie, Resonanzenergie-Transfer # Wochenversuche aus aktuellen Forschungsgebieten


bestandenes Modul BChLA 5.2.3 (Grundlagen der Biochemie)

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung, Seminar (max. 20 Stud.) 4 60 Vor- und Nachbereitung 60 2 Praktikum (max. 20 Stud.) 12 180 Vor- und Nachbereitung 15 Prüfungsvorbereitung 45 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur (90 Minuten) 100%


bestandenes Eingangskolloquium zu jedem Versuch und die erfolgreiche Anfertigung aller schriftlichen

Versuchsprotokolle.

unbenotet

Sonstiges Literatur: D. Voet & J.G. Voet: Biochemistry, John Wiley & Sons; J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer: Biochemistry, W.H. Freemann and Company, New York, 2002; D. E. Metzler, Biochemistry, 2. Ed., The Chemical reactions of living cells, Volume 1+2, Academic Press, 2001.


Stand: 16.11.2015

Modul: Praktikum Aktuelle Methoden der Physikalischen Chemie (Wahlpflichtbereich)


Workload 360 h

Umfang 12 LP

Dauer Modul 0,5 Semester

Turnus SS (1. Hälfte)

Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Sokolowski




Fach-semester

des Moduls Master of Education Chemie Bachelor of Science Chemie



1. Vertiefte Kenntnisse im Bereich moderner Themenfelder in der Physikalischen Chemie 2. Anwendung aktueller Auswertemethoden und kritische und vertiefte Beurteilung von Messdaten 3. Das Modul bereitet auf die Durchführung einer Masterarbeit in der Physikalischen Chemie vor. 4. Organisationsfähigkeit 5. Problemlösungsfähigkeit 6. Fortgeschrittene experimentelle Kompetenzen (Beobachten, Protokollieren, Auswerten).

Inhalte Ringvorlesung zu aktuellen Forschungsthemen und -methoden der Physikalischen Chemie wie zum Beispiel: Lichtmikroskopische Verfahren, Fortgeschrittene optische Spektroskopie, Funktionsweise von Lasern und zeitaufgelöste Laserspektroskopie, Chemische und strukturelle Aufklärung von Oberflächen, Dünne Schichten und Filme, Elektrochemische Kinetik, Spin-Resonanz-Methoden, Wissenschaftliche Arbeitsmethoden, Präsentationstechnik.


keine

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 20 Stud.) 3 90 2 Seminar (max. 20 Stud.) 1 30 3 Praktikum (max. 20 Stud.) 8 240 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliches Abschlusskolloquium (45 Minuten) 100%


Erfolgreich abgeschlossene Praktikumsversuche

unbenotet

Sonstiges


Stand: 16.11.2015

Modul: Praktikum Computational Chemistry (Wahlpflichtbereich)


Workload 360 h

Umfang 12 LP


Turnus SS

Modulbeauftragter Prof. Dr. T. Bredow






Sem.


In diesem Modul erwerben die Studierenden Grundkenntnisse der Computerchemie. Die Studierenden erlernen, die verschiedenen quantenchemischen Methoden auf die jeweilige Problemstellung anzuwenden, die Resultate kritisch zu bewerten und können dies an ausgewählten Beispielen eigenständig durchführen.

Inhalte Die Veranstaltung zielt auf die praktischen Aspekte der "Computational Chemistry" ab und findet daher überwiegend am Computer statt. Dabei sollen eine Serie von Computerexperimenten mit aufsteigendem Schwierigkeitsgrad unter Anleitung gelöst werden. Im Mittelpunkt stehen chemische Fragestellungen bzgl. Struktur, Reaktivität und den spektroskopischen Eigenschaften von Molekülen, sowie die Energetik und Kinetik von chemischen Reaktionen und intermolekularen Wechselwirkungen. Nach einer allgemeinen Einführung in die Benutzung der verwendeten Betriebssysteme (Linux) und Programmpakete (ORCA, MSINDO, Molden, Molekel, XMGrace, Gnuplot) werden die theoretischen Grundlagen für jedes Computerexperiment durch eine ca. 1-stündige Vorlesung rekapituliert. Besonderer Wert wird darauf gelegt den Anwendungsbereich der verwendeten theoretischen Methoden (Dichtefunktionaltheorie, Hartree-Fock-Theorie, Møller-Plesset- Störungstheorie, ZDO-basierte semiempirische Methoden) aufzuzeigen und die Studierenden zu einem kritischen Vergleich ihrer Rechenergebnisse mit experimentellen Daten anzuhalten. 1. Einführung in gängige Betriebssysteme (Linux) Programmpakete (ORCA,

MSINDO) 2. Konstruktion von Molekülen (graphische Konstruktion, Z-Matrizen) 3. Einführung in die Durchführung und Analyse von Hartree-Fock und DFT

Rechnungen (Gesamtenergie, Orbitalenergien, Gesamt-Elektronendichten, Populationsanalyse)

4. Geometrieoptimierung und Vergleich der Energien von Isomeren. 5. Energetik (Reaktionsenergien, Bindungsenergien, Atomisierungsenergie) 6. Kinetik (Berechnung von Übergangszuständen und kinetischen

Isotopeneffekten) Teilnahme-voraussetzungen

Erfolgreiche Teilnahme an den Modulen BChLA 5.2.4 (ThC I) und BChLA 6.1.3 (ThC II)

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 20 Stud.) 2 60 2 Praktikum (max. 20 Stud.) 15 300 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Abschlußvortrag

Hausarbeit 30% 70%


keine

Sonstiges Literatur: F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry, John-Wiley & Sons, 1999 C. Cramer, Essentials of Computational Chemistry, Wiley, 2004


Stand: 16.11.2015

Modul: Supramolekularel Chemie (Wahlpflichtbereich)


Workload 300 h

Umfang 10 LP


Turnus SS

Modulbeauftragter Prof. Dr. A. Lützen





Master of Science Chemie (MCh WP2) Wahlpflicht 2. od. 4.

Sem.


1. Erwerb von grundlegenden Kenntnissen und Konzepten im Bereich der Supramolekularen Chemie und Anwendung dieses Wissens in Theorie und Praxis 2. Erwerb von Kenntnissen über die grundlegenden Typen nicht-kovalenter Wechselwirkungen sowie deren gezielte Anwendung zur Entwicklung von supramolekularen Aggregaten und Wirt-Gast-Komplexen 3. Ausbau der handwerklichen Fähigkeiten im organisch-chemischen Labor 4. Ausbau der Kenntnisse über moderne analytische Techniken 5. Schriftliche Dokumentation von wissenschaftlichen Versuchen 6. Effizientes Zeitmanagement 7. Informationsmanagement 8. Organisationsfähigkeit 9. weitergehende Schulung des experimentellen Geschicks 10. weitergehende Schulung der Beobachtungsgabe 11. Entwicklung von Problemlösefähigkeiten 12. Ausbau der analytische Fähigkeiten, z.B. die Interpretation von experimentellen Befunden zu supramolekularen Phänomenen 13. Entscheidungsfähigkeit weiter ausbauen 14. Sorgfalt und Verantwortungsbewusstsein weiter schulen 15. Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln 16. den (selbst)kritischen Umgang mit Ergebnissen weiter schulen

Inhalte Theorie Historische Entwicklung Begriffe und Definitionen nicht-kovalente Wechselwirkungen Charakterisierung von supramolekularen Bindungsphänomenen Bindungskonstanten und thermodynamische Daten analytische Methoden Erkennung von ionischen Substraten Erkennung von Kationen Erkennung von Anionen Erkennung neutraler Moleküle wichtige Strukturelemente und Wechselwirkungsarten zum Aufbau eines Rezeptors Erkennung chiraler Substrate (insbesondere von Naturstoffen wie Aminosäuren und Kohlenhydraten) Selbstorganisationsprozesse Selbstorganisation über Wasserstoffbrückenbindungen Selbstorganisation über Metallkoordination Rotaxane, Catenane, molekulare Knoten, molekulare Maschinen Dendrimere Anwendungen in der Sensorik Anwendungen in Reaktionen Praxis Durchführung präparativer und analytischer Arbeiten, wie z. B. die Darstellung


Stand: 16.11.2015

einfacher Rezeptorstrukturen oder molekularer Elemente zum Aufbau supramolekularer Aggregate durch Selbstorganisations-prozesse, die Charakterisierung von einfachen Wirt-Gast-Komplexen oder durch Selbstorganisationsprozesse gebildeter Aggregate mittels NMR-, UV-, Fluoreszenzspektroskopie oder Massenspektrometrie



Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 4 120 2 Praktikum (max. 2 Stud. je Gruppe) 6 180 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliche Prüfung 100%


Versuchsprotokolle zum Praktikum unbenotet

Sonstiges Literatur: Steed, Atwood, Supramolecular Chemistry (Wiley-VCH)


Stand: 16.11.2015

Modul: Strukturbestimmung kristalliner Materie mit Beugungsmethoden (Wahlpflichtbereich)


Workload 300 h

Umfang 10 LP


Turnus SS

Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Beck





Master of Science Chemie Wahlpflicht 2. od. 4.

Sem.


1. Erwerb grundlegender Kenntnisse der Kristallographie 2. Verständnis der Phänomene der Beugung von Röntgen- und Elektronenstrahlen an Kristallen 3. Verständnis des Gangs der Strukturaufklärung kristalliner Stoffe mittels Beugungsmethoden 4. Erkennen der Grenzen der Methode 5. Fähigkeit zur Anwendung der vermittelten Kenntnisse zur Indizierung von Beugungsaufnahmen und zur Strukturbestimmung aus Beugungsdaten 6. Entwicklung von Problemlösefähigkeiten 7. Ausbau der analytischen Fähigkeiten, hier die Interpretation von experimentellen Befunden zur Bestimmung der atomaren Struktur 8. Aneignung methodischen Wissens 9. Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln 10. kritischer Umgang mit Ergebnissen 11. Erkennen der Grenzen von wissenschaftlichen Methoden 12. Erkennen von „Fallstricken“ und Vermeiden von Fehlinterpretationen 13. Entwicklung des räumlichen Vorstellungsvermögens

Inhalte Einführung in die Kristallographie: der kristalline Zustand der Materie, Translationsgitter, kristallographische Symmetrieelemente und Koordinatensysteme, kristallographische Punkt- und Raumgruppen Röntgenbeugung an Kristallen: Erzeugung und Eigenschaften von Röntgenstrahlung, Filterung und Monochromatisierung von Röntgenstrahlung, Röntgenbeugung an Pulvern und Einkristallen, Detektion von Röntgenstrahlung, Diffraktometer Kristallstrukturanalyse: Elektronendichte und Fourier-Synthese, Auslöschungsgesetze, Gewinnung von Strukturmodellen, Patterson-Synthese, Direkte Methoden, Verfeinerung von Kristallstrukturen, thermische Auslenkungsparameter, Friedelsches Gesetz, Bestimmung der absoluten Konfiguration, Neutronen- und Synchrotronstrahlung, Proteinkristallographie Beugung, Abbildung und Analytik mit Elektronenstrahlen: Elektronenmikroskop: Betriebsmodi Abbildung und Beugung, reziprokes Gitter und Netzebenenscharen, Ewald-Konstruktion, Visualisierung des rez. Gitters in Elektronenbeugungsbildern, Raumgruppenbestimmung aus Elektronenbeugungsaufnahmen, Kristallgitterabbildungen in der hochauflösenden Elektronenmikroskopie, lokale chemische Analyse mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie Praktikum: International Tables for Crystallography, Indizierung von Pulveraufnahmen, kristallographische Datenbanken, Filmaufnahmeverfahren mit Einkristallen, Auswertung von Einkristallaufnahmen, Datensammlung am Diffraktometer, Strukturlösung durch Patterson-Synthese und Direkte Methoden, Strukturverfeinerung, Visualisierung von Kristallstrukturen, Aufnahme von Elektronenbeugungsbildern, Indizierung und Auswertung von Elektronenbeugungsaufnahmen, quantitative Bestimmung der chemischen Zusammensetzung aus EDX-Spektren

Teilnahme- bestandenes Modul MEdCh1.3.6


Stand: 16.11.2015

voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 4 90 2 Seminar (max. 30 Stud.) 1 60 3 Praktikum (max. 2 Stud. je Gruppe) 4 150 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%


Protokolle der praktischen Übungen unbenotet

Sonstiges Literatur: a) Massa, Kristallstrukturanalyse (Teubner) b) Borchardt-Ott, Kristallographie (Springer) c) Williams/Carter, Transmission Electron Microscopy (Plenum Press)


Stand: 16.11.2015

Modul: Quantenchemie II: Elektronenkorrelation in Atomen und Molekülen (Wahlpflichtbereich)


Workload 300 h

Umfang 10 LP


Turnus SS







Sem.


1. Vertiefende Kenntnis der Methoden und Konzepte der Quantenchemie zur quantitativen Behandlung der Elektronenstruktur von Atomen und Molekülen 2. Einführung in die Programmiersprache Fortran und Umsetzung quantenchemischer Methoden in Computerprogramme 3. Praktische Durchführung und Interpretation quantenchemischer Berechnungen 4. Vorbereitung auf eigene Arbeiten im Bereich der ab initio-Quantenchemie 5. Lernkompetenz 6. Methodenkompetenz 7. Selbstkompetenz

Inhalte Das Modul richtet sich an Studierende mit verstärktem Interesse an der theoretischen Behandlung von Molekülen, molekularen Eigenschaften und chemischen Reaktionen. Nach Wiederholung der HF-Theorie und Einführung neuer grundlegender theoretischer Konzepte zur quantitativen Behandlung des N-Elektronenproblems, werden die Standardmodelle der korrelierten ab initio Quantenchemie behandelt (CI, MP, CC). Die numerische Genauigkeit der verschiedenen Methoden wird anhand von Benchmarkergebnissen an kleinen Molekülen dokumentiert. Die zur Implementation der Methoden notwendigen Schritte werden anhand einiger Beispiele aufgezeigt und die algorithmische Effizienz verschiedener Implementationsstrategien bzw. spezielle numerische Methoden zur Behandlung von großen Systemen werden diskutiert. Weitere zentrale Themen sind die Dichtefunktionaltheorie bzw. Nährungsfunktionale und ihre Eigenschaften/Grenzen, die theoretische Beschreibung von nicht-kovalenten Wechselwirkungen von Molekülen in der Gasphase. Weiterhin erfolgt eine Einführung in die Quantendynamik und die Behandlung von schweren Elementen und elektronisch angeregten Zuständen. Das angeschlossene Programmierpraktikum bietet die Möglichkeit, anhand der Erstellung eines einfachen Hartree-Fock- und MP2-Programms Zugang zu den praktischen Fragen der quantenchemischen Methodenentwicklung zu erhalten und die Vorlesungsinhalte durch praktisches Arbeiten zu vertiefen. Im zweiten Teil des Praktikums werden eine Vielzahl von typischen chemischen Problemen (Struktur, Thermochemie, Spektroskopie) mit quantenchemischen Standardmethoden behandelt.

Inhalte

Wiederholung der Hartree-Fock-Theorie Effiziente Methoden für große Systeme Qualitative Diskussion des Elektronenkorrelationsproblems Zweite Quantisierung und Diagrammtechnik Wellenfunktionsbasierte Korrelationsmethoden (CI, MP, CC) Basissatzextrapolation und explizite Korrelation Relativistische Effekte und effektive Potentiale Dichtefunktionaltheorie Theoretische Spektroskopie und Molekulare Eigenschaften Elektronisch angeregte Zustände, Multi-Referenz-Methoden Quantendynamik


Stand: 16.11.2015

Nicht-kovalente Wechselwirkungen und Dispersionskorrekturen Teilnahme-voraussetzungen


Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 20 Stud.) 2 60 2 Seminar (max. 20 Stud.) 2 80 3 Praktikum (max. 1 Stud. je Gruppe) 5 160 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung mündliche Prüfung 100%


Protokoll zum Praktikum; Seminarvortrag unbenotet

Sonstiges Literatur: Szabo, Ostlund, Modern Quantum Chemistry (Dover) Helgaker, Jørgensen, Olsen, Molecular Electronic Structure Theory (Wiley)


Stand: 16.11.2015

Modul: Oberflächen und Elektrochemie (Wahlpflichtbereich)


Workload 300 h

Umfang 10 LP


Turnus SS

Modulbeauftragter Prof. Dr. H. Baltruschat






Sem.


1. Kenntnis der Modelle und experimentellen Methoden zur Beschreibung und Erforschung der unterschiedlichen Grenzflächen und der an ihnen ablaufenden chemischen Prozesse 2. Anwendung der Konzepte und Modelle zur Lösung von theoretischen und praktischen Problemen 3. Eigenständiger Umgang mit den experimentellen Methoden des Gebietes 4. Grundlegendes Verständnis moderner Forschungsliteratur

Inhalte Thermodynamik von Grenzflächen Geometrische und elektronische Struktur von Oberflächen Adsorption und Desorption Chemische Bindung an Oberflächen Mechanismen der heterogenen Katalyse Methoden der Oberflächenanalyse Schichtwachstum, Keimbildung Modelle der elektrochemischen Doppelschicht Elektrochemische Kinetik, Markustheorie Elektrokatalyse Elektrochemische Untersuchungsmethoden Elektrochemische in-situ Charakterisierung Technische Anwendung von Grenzflächen und Prozessen an diesen



Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 3 135 2 Seminar (max. 30 Stud.) 1 45 3 Praktikum (max. 2 Stud. je Gruppe) 4 120 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%


Antestate zum Praktikum Praktikumsprotokolle

unbenotet unbenotet

Sonstiges Literatur


Stand: 16.11.2015

Modul: Chemische Biologie/Medizinische Chemie (Wahlpflichtbereich)


Workload 300 h

Umfang 10 LP


Turnus SS

Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Gütschow


Fachgruppe LIMES (MNF), Fachgruppe Pharmazie (MNF)



Master of Science Chemie; BSc Molekulare Biomedizin Wahlpflicht 2. od. 4.

Sem.


1. Kenntnis von Synthese und Eigenschaften der Biopolymere 2. Kenntnis aktueller Konzepte der Bioorganischen Chemie, der kombinatorischen Chemie, der Medizinischen Chemie und der Chemischen Biologie 3. Anwendung der Konzepte auf moderne biologische und biotechnologische Fragestellungen

Inhalte Medizinische Chemie: Darstellung und Gewinnung von Wirkstoffen (small molecules), Interaktion von Wirkstoffen mit Target-Proteinen, funktionelle In-vitro-Assays von Wirkstoffen Chemische Biologie: Synthese, Struktur und Anwendungsmöglichkeiten von Nukleinsäuren, Peptiden und Proteinen, organische Chemie enzymkatalysierter Reaktionen, Glycochemie, Lipide und Membranchemie, Strategien zur Wirkstoffsuche, katalytische Antikörper, Kombinatorische Chemie und Biochemie, Phagen- und Ribosomen-Display, Aptamere, Ribozyme RNA-Technologien, Modelle zur Entstehung des Lebens Praktikum: Interaktionsanalyse von Wirkstoffen (small molecules) mit Target-Proteinen, Reinigung Taq-Polymerase/PCR Primer Design, Kinetik einer enzymkatalysierten Reaktion, HPLC/MS, Gel-shift-Assay, Fluoreszenz-Resonanzenergie-Transfer, funktionelle Enzym-Assays, Synthese eines Wirkstoffs, Isolierung eines pharmakologisch aktiven Naturstoffs


bestandenes Modul MEdCh1.3.7; max. 6 Teilnehmer

Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 6 Stud.) 3 90 2 Seminar (max. 6 Stud.) 0,5 20 3 Praktikum (max. 2 Stud. je Gruppe) 5,5 190 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%


akzeptierte Protokolle aller Praktikumstage unbenotet

Sonstiges Literatur

Studiengang Master of Education Teilfach Chemie … · Formulierung von Aufgaben nach...

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