Modulhandbuch B. Sc. Chemie gemäß Prüfungsordnung vom 22.03.2013 und Ordnung zur Änderung der Prüfungsordnung vom 17.07.2014
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Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Modulhandbuch B. Sc. Chemie gemäß Prüfungsordnung vom 22.03.2013 und Ordnung zur Änderung der Prüfungsordnung vom 17.07.2014 1 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Allgemeine und Anorganische Chemie (Experimentalchemie) Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 1.1 270 h 9 LP 1 Semester jährlich im WS Modulbeauftragter Prof. J. Beck Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Anorganische Chemie Lehreinheit(en) Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Moduls BSc Chemie P 1 BSc/BA LA Chemie P 1 Lebensmittelchemie P 1 BSc Geowissenschaften P 1 BSc Molekulare Biomedizin P 1 Lernziele - Kenntnisse grundlegender chemischer Gesetzmäßigkeiten, des Atombaus und der chemischen Bindung, der Eigenschaften der chemischen Elemente und der wichtigsten anorganischen Hauptgruppenelementverbindungen - Verständnis der Formelsprache der Chemie Schlüssel- - Transfer des erlernten Wissens z. B. zur Lösung einfacher kompetenzen Aufgaben wie grundlegender stöchiometrischer oder thermodynamischer Berechnungen, der Aufstellung von Molekülformeln, Berechnung von Oxidationsstufen, Aufstellen von Redoxgleichungen - Fähigkeit, sowohl allein als auch in Gruppen lernen zu können - Entwicklung der Selbstorganisation und der Entscheidungsfähigkeit - Entwicklung von Lern- und Leistungsbereitschaft Inhalte Geschichte der Chemie Erscheinungsformen der Materie: Aggregatzustände, Stofftrennung, Element- und Verbindungsbegriff Einführung in die Atomlehre: Stöchiometrische Gesetze, Daltonsche Atomhypothese, Molekülbegriff, Avogadro-Gesetz, Stoffmenge, Ideales Gasgesetz, Daltonsches Partialdruckgesetz, Zustandsdiagramme, Konzentrationen von Lösungen, Osmotischer Druck, Raoultsches Gesetz, Methoden der Molekülmassenbestimmung Atomaufbau: Elementarteilchen, Atomkern, Atomhülle, chemische Elemente, Isotope, Atommassen, Massendefekt und Kernbindungsenergie, Radioaktivität Die Elektronenstruktur der Atome: Elektromagnetische Strahlung, Atomspektren, Bohr-Atommodell, Wellenmechanik, Atomorbitale und Quantenzahlen, Pauli-Prinzip, Elektronenkonfiguration, Hund- Regel, das Periodensystem der Elemente, Moseley Gesetz, Ionisierungsenergie, Elektronenaffinität Die chemische Reaktion: empirische Formeln, chemische Reaktionsgleichungen, Stöchiometrie, Energieumsatz bei Reaktionen, Kalorimetrie, Reaktionsenergie und Reaktionsenthalpie, Satz von Hess, Standardbildungsenthalpie, 2 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Bindungsenergie Das chemische Gleichgewicht: Massenwirkungsgesetz, Gleichgewichtskonstanten, Prinzip des kleinsten Zwanges, Entropie, Freie Reaktionsenthalpie, Temperaturabhängigkeit von Gleichgewichtskonstanten Reaktionskinetik: Reaktionsgeschwindigkeit, Geschwindigkeitsgesetze, Theorie des Übergangszustands, Arrhenius-Gleichung, Metastabile Systeme, Katalyse Ionenbindung: Ionenradien, Strukturen von Ionenkristallen, Gitterenergie, Born-Haber-Kreisprozess Atombindung: Lewis-Formeln, Oktettregel, Formalladungen, Bindungsordnung, Mesomerie, Atomradien, van-der-Waals- Bindung, Molekülkristalle, Elektronegativität, polare Bindung, Dipolmoment, Wasserstoffbrückenbindung, Molekülstruktur, VSEPR-Modell, Valenzbindungstheorie und MO-Theorie, Oktett- Aufweitung und Verbindungen höherer Ordnung Metalle: Eigenschaften, Strukturen, Metalltomradien Lösungen: Lösungsenthalpie, Löslichkeit, Elektrolyte, Löslichkeitsprodukt, Fällungsreaktionen Säuren und Basen: Definitionen, Amphoterie, Ionenprodukt des Wassers, pH-Wert, Stärke von Säuren und Basen, Dissoziationsgrad, Indikatoren, Pufferlösungen, Salze schwacher Säuren und Basen Redoxreaktionen und Elektrochemie: Oxidationszahl, Redoxglei- chungen, Galvanische Elemente, Elektromotorische Kraft, Nernstsche Gleichung, Konzentrationsketten, Standardpotenziale, Elektrochemische Spannungsreihe, Elektrolyse, Faraday-Gesetze, elektrochemische Stromquellen Stoffchemie ausgewählter Hauptgruppenelemente: Wasserstoff, Edelgase, Halogene, Chalkogene, Elemente der Stickstoffgruppe, der Kohlenstoffgruppe und der Borgruppe Teilnahme- keine voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen- SWS Workload größe [h] Vorlesung 300 5 180 Übung 20 2 90 Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet Klausur benotet Studienleistungen benotet/unbenotet u.a. als keine Zulassungs- voraussetzung zur Modulprüfung Literatur a) Riedel, Anorganische Chemie (de Gruyter) b) Binnewies/Jäckel/Willner/Rayner-Canham, Allgemeine und Anorganische Chemie (Spektrum) c) Mortimer/Müller, Chemie (Thieme) d) Holleman/Wiberg, Anorganische Chemie (de Gruyter) 3 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Anorganische und Analytische Chemie I + II (Qualitative Analyse) Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 1.2/2.1 420 h 14 LP 2 Semester jährlich im WS/SS Modulbeauftragte Prof. J. Beck, Prof. R. Glaum Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Anorganische Chemie Lehreinheit(en) Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Moduls BSc Chemie P 1+2 BSc/ BA LA Chemie P 1+2 Lebensmittelchemie P 1+2 Lernziele - Anwendung von Konzepten der allgemeinen, anorganischen und analytischen Chemie in der Praxis - Fähigkeit, stöchiometrische Rechnungen durchzuführen und Reaktionsgleichungen aufzustellen - Verständnis komplexer Reaktionsgleichgewichte und Reaktionsfolgen - Grundlegende Kenntnisse der anorganischen Stoffchemie und der Chemie der Metallkomplexe - Grundkenntnisse chemischer Laborarbeit: sicheres Arbeiten, Geräte- und Grundchemikalienkenntnisse - Planung und Durchführung einfacher chemischer Reaktionen im Praktikumsmaßstab - Erlernen Methoden der qualitativen nasschemischen Analyse - Fähigkeit zur handschriftlichen Dokumentation von Laborarbeiten nach wissenschaftlichen Prinzipien - Selbständige Beherrschung der Verfahren in der Praxis Schlüssel- - Entwicklung von Problemlösefähigkeiten kompetenzen - Entwicklung von Beobachtungsgabe - Entwicklung von experimentellem Geschick - Entwicklung von selbständigem Arbeiten - Entwicklung von Teamfähigkeit - Entwicklung von Sorgfalt und Verantwortungsbewusstsein - Erwerb rhetorischer Interaktionsfähigkeiten in der chemischen Fachsprache im Laboratorium Inhalte Bedeutung der Analytischen Chemie: historisch, ökologisch, juristisch Spektralanalyse: Anwendungen in der qualitativen und quantitativen Analyse Trends im PSE: Atom-/Ionen-Radien, IE, EA, EN, (N – 2n)-Regel, Oktettregel, 18 e− −Regel, Elektronenkonfiguration der Übergangsmetallionen Stabilität von Oxidationsstufen: pH-Abhängigkeit, Oxidationsstufe und Acidität/Basizität, Oxidationsschmelze; Analogien/Unterschie- de zwischen Hauptgruppen und Nebengruppen Farbigkeit anorganischer Verbindungen: Ionen der Übergangsmetalle; IVCT: Berliner Blau, LMCT: Permanganat, ZnCh, AgX; radikalische Verbindungen der Hauptgruppenelemente 4 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Chemische Reaktionen in wässriger Lösung: Säure-Base- Reaktionen, Redoxreaktionen, Komplexbildungsreaktionen, Gleichgewichte Fällungsreaktionen: H2S, NH3 und Urotropin; gekoppelte Gleichgewichte; Fällung aus homogener Lösung, Ostwaldsche Stufenregel, Bildung thermodynamisch metastabiler Feststoffe Verdrängungsreaktionen: Freisetzung schwacher Säuren/Basen, HSAB-Konzept Grundzüge der Komplexchemie: Nomenklatur, Liganden, Koordinationszahlen, Isomerie, Stabilität und Reaktivität, Ligandenfeld, elektronische Zustände, Jahn-Teller-Effekt, Molekülorbitaltheorie Stoffchemische Kenntnisse: Gemenge, Mischkristall („Doppelsalz“ und „Komplexverbindung“), Nichtstöchiometrie (Defektbildung und Gemischtvalenz), Methoden zur Gewinnung und Reindarstellung ausgesuchter Elemente und gängiger Übergangsmetalle: Vorkommen, Methoden zur Darstellung, wichtige Verbindungen, Reaktionsverhalten und Oxidationsstufen in wässeriger Lösung (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag, Cd, Hg, ergänzend: Mo, Pt, Au), metallische/halbmetallische Hauptgruppenelemente: Al (In, Tl), (Ge) Sn, Pb, As, Sb (Bi), (Se, Te) Grundlagen der nasschemischen qualitativen Analyse: Probengewinnung, Probenvorbereitung, Nachweisreaktionen, Trennungsgänge, Leerprobe, Blindprobe Praktikum: Chemische Grundlagen der Nachweisreaktionen von Anionen (Sodaauszug), Stoffauswahl in Anlehnung an die Gruppen des Kationentrennungsgangs: (NH4)2S-, Urotropin-, H2S-, Reduktions- und HCl-Gruppe, Vollanalyse, seltene Elemente, Tagesanalyse Teilnahme- Bestandenes Modul BCh 1.1 voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen- SWS Workload größe [h] Vorlesung Analytische 200 4 120 Chemie und Komplexchemie Praktikum 12 10,5 210 Übungen 3 90 benotet/unbenotet Studienleistungen Zulassung zum Praktikumsteil des Sommer- benotet als semesters (BCh 2.1): erfolgreicher Zulassungsvorauss Abschluss des Praktikumsteils des etzung zur Wintersemesters BCh 1.2 Modulprüfung Zulassung zur Klausur: erfolgreicher Abschluss des Praktikums BCh 2.1 Prüfungen Laborübungen BCh 1.2 (20 %), benotet Laborübungen BCh 2.1 (30 %), Klausur (50 %) 5 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Kriterien zur Erfolgreicher Abschluss beider benotet Vergabe der Praktikumsteile, erfolgreich abgeschlossene Leistungspunkte Klausur Literatur a) Riedel, Anorganische Chemie (de Gruyter) b) Jander/Blasius, Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie (Thieme) 6 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Physikalische Chemie I – Grundlagen und Praxis der Thermodynamik Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 1.3/2.3 420 h 14 LP 2 Semester jährlich im WS/SS Modulbeauftragter Prof. Dr. O. Schiemann Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische und Lehreinheit(en) Theoretische Chemie Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Modul BSc Chemie P 1 und 2 Lebensmittelchemie P 1 und 2 Lernziele - Verständnis der Grundprinzipien und der Arbeitsweisen der Physikalischen Chemie - Grundlegendes theoretisches Verständnis der chemischen Thermodynamik, der Elektrochemie und Kinetik - Anwendung auf chemische Reaktionsgleichgewichte, elektrochemische Zellen und Reaktionsabläufe - Durchführung und Auswertung von Experimenten zu obigen Themen nach Anleitung Schlüssel- - Lernstrategien erlernen kompetenzen - Zeitmanagement - eigene Lernmotivation erkennen und einsetzen - sorgfältiges Arbeiten - Teamfähigkeit - Kommunikationsfähigkeit. Inhalte Ideales und reales Gas Thermodynamische Potentiale Hauptsätze der Thermodynamik Richtung chemischer Reaktionen Phasengleichgewichte Gleichgewichtskonstanten Mischphasen Thermodynamik in elektrochemischen Zellen Formale Reaktionskinetik Reaktionsmechanismen Transportvorgänge und Diffusion Teilnahme- keine voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen SWS Workload -größe [h] Vorlesung "Thermodynamik" 200 (WS) 2 75 Übung Übungen zur obigen 20 (WS) 2 75 Vorlesung Vorlesung "Elektrochemie und 200 (SS) 2 75 Kinetik" Übung Übungen zur obigen 20 (SS) 2 75 Vorlesung 7 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Praktikum Experimente zum 2 -4 (SS) 4 120 Stoff der beiden Vorlesung Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet Klausur benotet Studienleistungen Zulassung zum Praktikum: erfolgreiche benotet/unbenotet u.a. als Bearbeitung von 50% der Übungsaufgaben unbenotet Zulassungs- im Wintersemester voraussetzung zur Zulassung zur Klausur: erfolgreiche Modulprüfung Bearbeitung von 50% der Übungsaufgaben im Sommersemester sowie erfolgreich abgeschlossene Praktikumsversuche Literatur a) Atkins/de Paula, Physikalische Chemie (Wiley-VCH) b) Wedler/Freund, Lehrbuch der Physikalischen Chemie (Wiley-VCH) 8 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Physik I Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 1.4 150 h 5 LP 1 Semester jährlich im WS Modulbeauftragter Prof. Dr. I. Brock, Prof. Dr. H. Schmieden Anbietende Fachgruppe Physik (MNF) Lehreinheit(en) Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Moduls BSc Chemie P 1 Lebensmittelchemie P 1 Lernziele - Verständnis der Grundprinzipien und der Arbeitsweisen der Physik - Grundkenntnisse der Mechanik - Vorbereitung auf die Durchführung eigener praktischer Experimente im physikalischen Praktikum Schlüssel- - Problemlösefähigkeit kompetenzen - analytische Fähigkeiten - kritisches Denken Inhalte physikalische Grundlagen: Größen, Einheiten Bewegung in einer Dimension: Geschwindigkeit, Beschleunigung Bewegung in zwei Dimensionen: Wurfbahnen Newton’sche Gesetze: Kraftgesetze, Bewegungsgleichungen Erhaltungssätze: Arbeit, Energie, Impuls, Stoßgesetze Rotationen und Kreisbewegungen: Drehmoment, Drehimpuls, Trägheitsmoment Gravitation: Gravitationsgesetz, Kepler’sche Gesetze Rotierende Bezugssysteme: Zentrifugalkraft, Corioliskraft Schwingungen: einfach, gedämpft, erzwungen, Resonanz Elastische Eigenschaften von Festkörpern: Kompressionsmodul, Schermodul Wellen: mechanisch, akustisch Fluide: Druck, Auftrieb, Strömungen, Bernoulli-Gesetze Teilnahme- keine voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen- SWS Workload größe [h] Vorlesung Grundlagen der 200 4 90 Physik (s. o.) Übung Übungen zur 25 1 60 Vorlesung Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet 9 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Klausur benotet Studienleistungen benotet/unbenotet u.a. als keine Zulassungs- voraussetzung zur Modulprüfung Sonstiges 10 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Mathematik I Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 1.5 150 h 5 LP 1 Semester jährlich im WS Modulbeauftragter Prof. Dr. Barbara Kirchner Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische und Lehreinheit(en) Theoretische Chemie Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Moduls BSc Chemie P 1 BSc/BA LA Chemie P 1 Lebensmittelchemie P 1 Lernziele - Verständnis und sichere Anwendung der behandelten Rechenverfahren - Verständnis mathematischer Herleitungen in physikalisch- chemischen und theoretisch-chemischen Vorlesungen und Lehrbüchern - selbständiges Lösen von Problemen mit den behandelten Rechenverfahren - selbständiges Analysieren mathematischer Fragestellungen in der Chemie mit Hilfe der vorgestellten Methoden - Ableitung von Lösungsansätzen bei mathematischen Fragestellungen Schlüssel- - Fähigkeit mathematische Texte und Herleitungen zu verstehen kompetenzen - analytische Fähigkeiten - Problemlösungsfähigkeiten - Sorgfalt Inhalte Aufbau des Zahlensystems, reelle und komplexe Zahlen Folgen, Reihen und Grenzwerte Funktionen: Begriff und Darstellung einer Funktion, Eigenschaften von Funktionen, Stetigkeit, Funktionstypen, Wichtige Funktionen, Funktionen von mehreren Variablen Potenzreihenentwicklung von Funktionen: Begriff der Potenzreihe, Entwicklung von Funktionen in Potenzreihen, Näherungsformeln für kleine x, Taylor-Reihe für z = f(x,y) Differentialrechnung von Funktionen einer Variablen: Begriff der Ableitung, Begriff des Differentials, Ableitung spezieller Funktionen, Regeln für das Differenzieren, Höhere Ableitungen, Anwendungen der Differentialrechnung (Extremwertbestimmung, das Newton'sche Näherungsverfahren, Regel von L'Hospital) Integration von Funktionen: Das unbestimmte Integral, Das bestimmte Integral und der Hauptsatz der Integral- und Differentialrechnung, Integrationsmethoden, Uneigentliche Integrale, Integralrechnung von Funktionen mit mehreren Variablen: Bereichsintegrale, Integration über Dichten Differentialrechnung von Funktionen mit mehreren Variablen: partielle Ableitungen erster Ordnung, höhere Ableitungen und Satz von Schwarz, das totale Differential, mehrdimensionale 11 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Kettenregel, Differentiation impliziter Funktionen, allgemeine Gesichtspunkte zur Diskussion von z = f(x,y), Bestimmung relativer Maxima und Minima ohne Nebenbedingungen, Bestimmung relativer Maxima und Minima mit Nebenbedingungen (Lagrange-Multiplikatoren) Teilnahme- keine voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen SWS Workload -größe [h] Vorlesung 200 2 75 Übung 20 2 75 Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet Klausur benotet Studienleistungen benotet/unbenotet u.a. als 50 % der erreichbaren Punkte in den unbenotet Zulassungs- Übungen voraussetzung zur Modulprüfung Sonstiges Teilnahme am Vorkurs wird empfohlen 12 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Mathematik II Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 2.2 150 h 5 LP 1 Semester jährlich im SS Modulbeauftragter Prof. Dr. B. Kirchner Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische und Lehreinheit(en) Theoretische Chemie Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Moduls BSc Chemie P 2 Lebensmittelchemie P 2 Lernziele - Verständnis und sichere Anwendung der behandelten Rechenverfahren - Verständnis mathematischer Herleitungen in physikalisch- chemischen und theoretisch-chemischen Vorlesungen und Lehrbüchern - selbständiges Lösen von Problemen mit den behandelten Rechenverfahren - selbständiges Analysieren mathematischer Fragestellungen in der Chemie mit Hilfe der vorgestellten Methoden - Ableitung von Lösungsansätzen bei mathematischen Fragestellungen Schlüssel- - Fähigkeit mathematische Texte und Herleitungen zu verstehen kompetenzen - analytische Fähigkeiten - Problemlösungsfähigkeiten - Sorgfalt Inhalte Vektoralgebra: Begriff des Vektors, Darstellungen eines Vektors (Koordinatensysteme), Addition und Subtraktion von Vektoren, Multiplikation mit einem Skalar, Skalarprodukt, Vektorprodukt und gemischtes Produkt Matrizen, Determinanten und lineare Gleichungssysteme: Lineare Räume, Lineare Abbildungen, Lineare Gleichungssysteme, Lineare Abhängigkeit, Quadratische Formen, Determinanten Kurvenintegrale: Definition, Berechnung von Kurvenintegralen, Wegunabhängigkeit des Kurvenintegrals, Kurvenintegrale in der Thermodynamik Vektoranalysis: Differentiation eines Vektors, Gradient eines Skalarfeldes, Konservative Vektorfelder, Divergenz und Rotation, (Integralsätze von Gauß und Stokes) Gewöhnliche Differentialgleichungen: Definitionen und Begriffe zur Charakterisierung von Differentialgleichungen, Geometrische Bedeutung von Dgl. i-ter Ordnung, Dgl. vom Typ y' = g(x) h(y), Lineare inhomogene Dgl. 1. Ordnung, Exakte Differentialgleichung, Lineare homogene Dgl. 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten, Lineare inhomogene Dgl. 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten, Potenzreihenansatz zur Lösung von Differentialgleichungen Fourier-Transformation Anmerkung: ( ) bezeichnet Themen, die ergänzend gemeint sind 13 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Teilnahme- keine voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen- SWS Workload größe [h] Vorlesung 200 2 75 Übung 20 2 75 Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet keine Prüfung Kriterien für die benotet/unbenotet Vergabe der 50 % der erreichbaren Punkte in den unbenotet Leistungspunkte Übungen Sonstiges vorherige Teilnahme an der Veranstaltung „Mathematik I für Chemiker“ wird empfohlen 14 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Physik II Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 2.4 240 h 8 LP 1 Semester jährlich SS Modulbeauftragte Prof. Dr. I. Brock, Prof. Dr. H. Schmieden Anbietende Fachgruppe Physik (MNF) Lehreinheit(en) Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Moduls BSc Chemie P 2 Lebensmittelchemie P 2 Lernziele - Grundkenntnisse der Wärmelehre, der Elektrizität, des Elektromagnetismus, der Quantentheorie und der Optik - sichere und korrekte Durchführung eigener physikalischer Experimente Schlüssel- - Problemlösungsfähigkeit kompetenzen - Fähigkeit, die Ergebnisse eigener Experimente angemessen und verständlich darzustellen - effizientes Zeitmanagement - Sorgfalt - Teamfähigkeit Inhalte Wärmelehre: Temperatur, Wärme, Thermodynamik, Zustandsän- derungen, Kreisprozesse Elektrostatik: Ladung, Coulomb-Gesetz, elektrisches Feld, Dipol, Kondensator, Kapazität, Dielektrika Elektrische Leitung: Leistungsmechanismen, Stromdichte, La- dungserhaltung, Ohm´sches Gesetz, Stromkreise Magnetismus: Ströme als Ursache, Felder, magnetische Dipole, Spule, Materie in elektrischen Feldern Veränderliche Ströme: Induktion, Transformator, Wechselstrom- kreis, Schwingkreis Elektromagnetische Wellen: Hertz´scher Dipol, Polarisation, Wärmestrahlung Ursprünge der Quantentheorie: Photonen, Atombau, Spektralli- nien, Kernspinresonanz Kern- und Teilchenphysik: Kernzerfälle, Aufbau der Materie, fun- damentale Wechselwirkungen Optik: Wellenoptik und Photonen, Interferenz am Spalt und am Gitter, Auflösungsvermögen, Strahlenoptik, Linsen, optische In- strumente Physikalisches Anfängerpraktikum für Naturwissenschaftler: ausgewählte Versuche zu Mechanik, Wärmelehre, Elektromagnetismus und Optik Teilnahme- Vorlesung: keine voraussetzungen Praktikum: bestandene Klausur zur Vorlesung Physik II (dieses Modul) 15 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen- SWS Workload größe [h] Vorlesung Grundlagen der 200 4 90 Physik (s. o.) Übung Übungen zur 25 1 60 Vorlesung Praktikum Versuche zu den 8 3 90 Themen der Vorl. Physik I u. II Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet Klausur zur Vorlesung (50 %) benotet Praktikumsabschlussprüfung: mdl. (50 %) benotet Studienleistungen benotet/unbenotet u.a. als Praktikumsabschlussprüfung: erfolgreicher unbenotet Zulassungs- Abschluss aller Praktikumsversuche voraussetzung zur Modulprüfung Sonstiges 16 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Anorganische und Analytische Chemie III (Quantitative Analyse) Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 3.1 210 h 7 LP 1 Semester jährlich im WS Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Beck Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Anorganische Chemie Lehreinheit(en) Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Moduls BSc Chemie BSc/BA P 3 LA Chemie P 3 Lebensmittelchemie P 3 Lernziele - Umfassendes Verständnis der quantitativen chemischen Analytik in Theorie und Praxis - Kenntnis der wichtigen quantitativen Analyseverfahren - Kenntnis der Möglichkeiten und Genauigkeiten der verschiedenen analytischen Verfahren - Selbständige Beherrschung der Verfahren im Laboratorium - kritischer Umgang mit den etablierten wissenschaftlichen Methoden der analytischen Chemie - Weiterentwicklung des experimentellen Geschicks (korrekter Umgang mit Messgeräten) Schlüssel- - Problemlösungsfähigkeit kompetenzen - kritisches Denken - Kritikfähigkeit - Sorgfalt - Herausbildung der Selbstkritik und der Fehlererkennung - Organisationsfähigkeit Inhalte Grundlagen der qualitativen Analyse: Probengewinnung und – vorbereitung, Zufallsprobe, Gemischprobe, Probenaufschlussver- fahren, Trennverfahren, Messung, Interpretation der Ergebnisse Wahl der Bestimmungsmethode: Statistische Grundlagen, Fehler- betrachtungen, Q-Test, Students-T-Test Gravimetrie: Wiegen im Labor, Löslichkeit, Ionenprodukt, Löslich- keitsprodukt, fremdioniger/gleichioniger Zusatz, Fällungsreaktio- nen, Keimbildung, Übersättigung, fällungsreagenzien, Fällungs- strategien, Filtrationen, stöchiometrische Berechnungen Volumetrie: Volumenmessgeräte, maßanalytische Grundbegriffe, Einteilung maßanalytischer Verfahren, Titrationsarten, Endpunkt- bestimmungen Fällungstitration: Grundlagen, Fällungsreaktionen, Indikation des Endpunktes, Titrationsverlauf Säure-Base-Titration: pH-Wert-Berechnungen, Titrationsverläufe unterschiedlicher Protolyte und Protolytgemische sowie mehrwer- tige Protolyte, Verstärkungstitrationen, Ionentauscher, Indikato- ren, Hägg-Diagramme, Glaselektrode Komplexometrie: Chelatkomplexe, Chelatometrie, Titrationsver- läufe, Indikatoren, Konditionalkonstante 17 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Redoxtitrationen: Redoxprozesse, galvanische Zellen, Standardpo- tenziale, Nernst- Gleichung, Aktivität, Luthersche Regel, klassische Redoxtitrationen, Endpunktbestimmungen, Titrationsverlauf Elektroanalytische Methoden: Ladungstransport, Polarisation, Überspannung, Konduktometrie, Potentiometrie, Metallelektroden 1., 2. und 3. Art, Bezugselektroden, Redoxelektroden, Membranelektroden, insbesondere Glaselektrode, Ionenleitung, Coulometrie, Dead-Stop-Verfahren, Voltammetrie Optische Analyseverfahren: Lambert-Beer-Gesetz, Boltzmann- Gesetz, Spektralphotometrie, Atomabsorptionsspektrometrie, Atomemissionsspektrometrie, Atomfluoreszenzspektrometrie, Flammenphotometer, Graphitrohr, Hybridtechnik, ICP Chromatographische Methoden: Trennmethoden Spezielle Analysen: Kjelldahl, Karl-Fischer, Schöniger-Aufschluss, Verbrennungsanalyse Teilnahme- Bestandenes Modul BCh 1.2/2.1 voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen- SWS Workload größe [h] Vorlesung 150 1 30 Seminar 150 1 30 Praktikum 24 7 150 Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet Laborübungen (50%) benotet Klausur (50%) benotet Studienleistungen benotet/unbenotet u.a. als Erfolgreicher Abschluss des Praktikums benotet Zulassungsvorauss etzung zur Modulprüfung Sonstiges a) Kunze/Schwedt, Grundlagen der quantitativen Analyse (Wiley- VCH) b) Jander/Jahr, Maßanalyse (de Gruyter) c) Harris, Lehrbuch der Quantitativen Analyse (Springer) d) Skoog/Leary, Instrumentelle Analytik (Springer) 18 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Grundlagen der Organischen Chemie Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 3.2 210 h 7 LP 1 Semester jährlich im WS Modulbeauftragter Prof. Dr. A. Lützen Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF), Kekulé-Institut für Organische Chemie Lehreinheit(en) und Biochemie Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Moduls BSc Chemie BSc/BA P 3 LA Chemie P 3 Lebensmittelchemie P 3 BSc Molekulare Biomedizin P 1 Lernziele - Erwerb von Kenntnissen über grundlegende organische Stoffklassen sowie ihrer funktionellen Gruppen und Eigenschaften - Verstehen der grundlegenden organischen Reaktionen und Anwendung dieses Wissens - Erlernen von Regeln zur Nomenklatur und Stereochemie organischer Verbindungen und Anwendung dieses Wissens - sicherer Umgang mit der zeichnerischen Darstellung organischer Moleküle (Strichformeln) Schlüssel- - Bewusstsein über die eigenen Lernprozesse und die eigenen kompetenzen Lernbedürfnisse entwickeln - Fähigkeit, sowohl allein als auch in Gruppen lernen zu können - Informationsmanagement - Entwicklung von Problemlösefähigkeiten - Transfer des erlernten Wissens z. B. zur Lösung einfacher (einstufiger) Retrosynthesen - Entwicklung der Selbstorganisation und der Entscheidungsfähigkeit - Entwicklung von Lern- und Leistungsbereitschaft - Entwicklung von Kooperationsbereitschaft und Kommunikationsfähigkeit Inhalte Vermittlung der grundlegenden Stoffsystematik der Organischen Chemie und Einführung in die grundlegenden Reaktionsweisen organischer Substanzen: Arten der chemischen Bindung: Atombau, Ionenbindung, kovalen- te Bindung, polare Atombindung, Resonanzformeln Hybridisierungen des Kohlenstoffs: sp-, sp2-, und sp3- Hybridisierung, geometrische Betrachtungen Übersicht über funktionelle Gruppen und Stoffklassen: sauer- stoff-, stickstoff-, phosphor- und schwefelhaltige funktionelle Gruppen und ihre Kombinationen, Oxidationsstufen des Kohlen- stoffs, Herstellung, Eigenschaften und Reaktionen von Alkanen, Alkenen und Alkinen und Halogenalkanen Nomenklatur, Konstitution, Stereochemie: Chiralität, Enantio- 19 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) mere, Diastereomere, meso-Verbindungen, Konformere, Racemat- spaltung, Pyrolyse, Substitutionsreaktionen, Addition, Eliminie- rung Aromaten und Heteroaromaten: Hückel-Regel, Nomenklatur, elektrophile und nucleophile Substitution, Mehrfachsubstitution Herstellung, Eigenschaften und Reaktionen ein- und mehrwerti- ger Alkohole: Redoxbeziehungen zwischen Alkoholen und Carbo- nylverbindungen, Ether, Schwefelanaloga Herstellung, Eigenschaften und Reaktionen von Carbonylverbindungen: Tautomerie, Acetale, Imine, Enamine, Al- dehyde, Ketone, Carbonsäuren, Carbonsäurederivate (Ester, Ami- de etc.), Fette, Öle, Seifen Typen ausgewählter Naturstoffklassen: Kohlenhydrate, Isopre- noide, Alkaloide, Aminosäuren, Peptide, Nucleinsäuren, Stoff- wechselvorgänge (Photosynthese, alkoholische Gärung, Citronen- säurecyclus) Makromoleküle/Kunststoffe: Einteilung, Herstellung, Eigenschaf- ten, Verwendung Teilnahme- keine voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen- SWS Workload größe [h] Vorlesung 180 4 120 Übung 20 2 90 Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet Klausur benotet Studienleistungen benotet/unbenotet u.a. als keine Zulassungs- voraussetzung zur Modulprüfung Literatur a) Volhardt/Schore, Organische Chemie (Wiley-VCH) b) Bruice, Organische Chemie (Pearson) 20 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Physikalische Chemie II – Statistische Thermodynamik und Spektroskopie Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 3.3/4.3 300 h 10 LP 2 Semester jährlich im WS/SS Modulbeauftragter Prof. Dr. P. Vöhringer Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische und Lehreinheit(en) Theoretische Chemie Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Modul BSc Chemie P 3 und 4 Lebensmittelchemie (Dipl.) P 3 und 4 Lernziele - Grundlegendes Verständnis der statistischen Thermodynamik - Grundlegendes Verständnis der Kinetik chemischer Reaktionen - Grundlegendes Verständnis spektroskopischer Methoden - Anwendung der behandelten Gesetzmäßigkeiten auf Probleme der Physikalischen Chemie Schlüssel- - selbständiges Arbeiten kompetenzen - Problemlösungsfähigkeit - Lern- und Leistungsbereitschaft. Inhalte Grundlagen der Statistik Boltzmann-Verteilung Fermi-Dirac- und Bose-Einstein-Verteilung Zustandssummen Berechnung von Zustandsvariablen aus der Zustandssumme Stoßtheorie von Gasreaktionen Energiehyperfläche und aktivierter Komplex Theorie des Übergangszustands Elektromagnetische Wellen und Wechselwirkung elektromagneti- scher Strahlung mit Materie Elektronische Übergänge in Atomen und Molekülen Rotation und Vibration von Molekülen, anharmonische Kopplung Auswahlregeln Grundlegende experimentelle Methoden der Spektroskopie Potentialkreuzungen, lichtinduzierte Prozesse, Einfluss der Umge- bung auf molekulare Spektren Teilnahme- Bestandes Modul BCh 1.5 voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen SWS Workload -größe [h] Vorlesung "Statistische 150 (WS)2 75 Thermodynamik" Übung Übungen zur obigen 20 (WS)2 75 Vorlesung Vorlesung "Spektroskopie" 150 (SS)2 75 Übung Übungen zur obigen 20 (SS)2 75 Vorlesung 21 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet Klausur benotet Studienleistungen Erfolgreiche Bearbeitung von 50% der benotet/unbenotet u.a. als Übungsaufgaben in jedem Semester unbenotet Zulassungs- voraussetzung zur Modulprüfung Literatur a) Atkins/de Paula, Physikalische Chemie (Wiley-VCH) b) Wedler/Freund, Lehrbuch der Physikalischen Chemie (Wiley-VCH) c) Hollas, Moderne Methoden in der Spektroskopie 22 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Theoretische Chemie I (Konzepte der Quantenchemie) Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 3.4 150 h 5 LP 1 Semester jährlich im WS Modulbeauftragter Prof. Dr. Th. Bredow Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische Chemie und Lehreinheit(en) Theoretische Chemie Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Moduls BSc Chemie P 3 BSc/BA LA Chemie WP 5 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 Schlüssel- - Problemlösungsfähigkeit kompetenzen - analytische Fähigkeiten Inhalte Hinführung zur Quantenmechanik: Beschreibung der Materie auf atomarem Maßstab, Schwarzer Strahler, Photoeffekt, Welle- Teilchen-Dualismus, Interferenz, Axiome der Quantenmechanik: Wellenfunktionen, Operatoren, Eigenwerte und Eigenfunktionen, Erwartungswerte, Kommutatoren, Heisenbergsche Unschärferelation, Schrödingergleichung, Hamiltonoperator Exakt lösbare Probleme: Teilchen im Kasten, Harmonischer Oszillator (Vibration), Starrer Rotator (Rotation), H-Atom (Elektronische Zustände) Atome und Moleküle: He-Atom: Spin, Pauli-Prinzip, Slater- Determinante, Wasserstoffmolekül: Born-Oppenheimer-Näherung, Elektronische Schrödingergleichung, Grundlagen der MO-Theorie, LCAO-Ansatz, Hückel-Theorie Teilnahme- Keine voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen SWS Workload -größe [h] Vorlesung 150 2 60 Übung 20 2 90 Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet Klausur benotet Studienleistungen Keine benotet/unbenotet u.a. als Zulassungs- 23 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) voraussetzung zur Modulprüfung Literatur Reinhold, Quantentheorie der Moleküle (Teubner) 24 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Praxis der Organischen Chemie Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 4.1 420 h 14 LP 1 Semester jährlich im SS Modulbeauftragter Prof. Dr. A. Gansäuer Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF), Kekulé-Institut für Organische Chemie Lehreinheit(en) und Biochemie Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Moduls BScChemie P 4 BSc/BA LA Chemie P 4 Lebensmittelchemie P 4 Lernziele - Erwerb von erweiterten Kenntnissen über Stoffklassen - Vertiefung des Verständnis von Reaktionen der Organischen Chemie und Anwendung dieses Wissens - Erwerb von grundlegenden praktischen Fähigkeiten in der präparativen organischen Chemie - sorgfältiger Umgang mit Chemikalien und sicherer Aufbau von Apparaturen - Erwerb von Kenntnissen über einfache analytische Methoden zur Charakterisierung organischer Substanzen und Anwendung dieses Wissens Schlüssel- - schriftliche Dokumentation von Versuchen kompetenzen - effizientes Zeitmanagement - Bewusstsein über die eigenen Lernprozesse und die eigenen Lernbedürfnisse ausbauen - Informationsmanagement - Organisationsfähigkeit - Entwicklung von Problemlösefähigkeiten - experimentelles Geschick - Beobachtungsgabe - Selbstorganisation und Entscheidungsfähigkeit ausbauen - Lern- und Leistungsbereitschaft ausbauen - Sorgfalt und Verantwortungsbewusstsein - Kooperationsbereitschaft und Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln - Teamfähigkeit entwickeln - (selbst)kritischer Umgang mit Ergebnissen Inhalte Durchführung von einfachen organischen Reaktionen: radikalische und nucleophile Substitutionen Eliminierungen elektrophile Additionen an C-C-Doppelbindungen elektrophile Substitutionen an Aromaten Veresterungen Carbonylreaktionen, wie z. B. Grignard-Reaktionen, Aldolreaktionen, Knoevenagel-, Michael- und ähnlichen Reaktionen Cycloadditionen 25 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Oxidations- und Reduktionsreaktionen Experimentelle Methoden: Reaktionsapparaturen zum Erhitzen unter Rückfluss dito mit der Möglichkeit zur Zugabe fester und/oder flüssiger Substanzen/gelöster Stoffe Destillation, Vakuumdestillation, azeotrope Destillation, Wasserdampfdestillation Flüssig-flüssig-Extraktion Umkristallisieren Trocknung von Lösungsmittel und Feststoffen Dünnschichtchromatographie und Säulenchromatographie Charakterisierung der dargestellten Verbindungen: Brechungsindex Siedepunkt Schmelzpunkt Teilnahme- Bestandene Module BCh 1.2/2.1 und BCh 3.2 voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen- SWS Workload größe [h] Vorlesung 150 2 60 Seminar 150 1 60 Praktikum 20 14 300 Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet Klausur benotet Studienleistungen benotet/unbenotet u.a. als bestandener praktischer Teil, vollständige unbenotet Zulassungs- Versuchsprotokolle voraussetzung zur Modulprüfung Literatur Brückner, Reaktionsmechanismen (Spektrum) 26 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Methoden der Strukturaufklärung Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 4.2 180 h 6 LP 1 Semester jährlich im SS Modulbeauftragter Prof. Dr. A. Lützen Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF), Kekulé-Institut für Organische Chemie Lehreinheit(en) und Biochemie Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Moduls BSc Chemie BSc/BA P 4 LA Chemie P 4 Lebensmittelchemie P 4 Lernziele - Erwerb von Kenntnissen über die wichtigsten Methoden zur Isolierung und Reinigung von chemischen Verbindungen - Verstehen des Zusammenhangs von der Struktur einer chemischer Verbindungen und ihren Spektren und Anwendung dieses Wissens Schlüssel- - schriftliche Dokumentation komplexerer wissenschaftlicher kompetenzen Sachverhalte - Informationsmanagement - Entwicklung von Problemlösefähigkeiten - analytische Fähigkeiten, z. B. das Ableiten der Struktur einer unbekannten chemischen Verbindung aus ihren Spektren - Beobachtungsgabe - Entscheidungsfähigkeit weiter ausbauen - Flexibilität schulen - Kooperationsbereitschaft und Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln Inhalte UV/Vis-Spektroskopie: Messprinzip, Elektronenanregung und Molekülstruktur, Extinktion, Chromophore, Beispielspektren, Einfluss von Medien und Aggregationsphänomenen IR-Spektroskopie: Messprinzip, Wellenzahlen, Schwingungsarten, Identifizierung funktioneller Gruppen, Isotopeneffekte, Einfluss von Medien und Aggregationsphänomenen NMR-Spektroskopie: Messprinzip, chemische Verschiebung, Anisotropieeffekte, Einfluss von Medien und Aggregationsphänomenen, Inkrementmethoden, Kopplungsphänomene, Karplus-Beziehungen, Einführung in komplexere eindimensionale und zweidimensionale Messtechniken (NOESY, COSY, HETCOR), Ableitung von Molekülstrukturen Massenspektrometrie: Messprinzip, Ionisierungsmethoden (EI, CI, FAB, FD, ESI, MALDI), Analysatoren (Sektorfeld, Quadrupol, Flugzeit, ICR), Massenfeinbestimmung, Isotope, charakteristische und induzierte Fragmentierungen, Ableitung von Molekülstrukturen Kombination verschiedener Verfahren zur Strukturaufklärung: Welche Technik für welche Fragestellung? Welche Information 27 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) kann ein gegebenes Spektrum liefern? Spektrendatenbanken, Ableitung von Molekülstrukturen aus einer Sammlung gegebener Spektren Praxis: Durchführung und Auswertung einfacher NMR- spektroskopischer und massenspektrometrischer Experimente an ausgewählten Substanzen Teilnahme- keine voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen- SWS Workload größe [h] Vorlesung 150 2 60 Übung 20 2 75 Praktikum 5 1 45 Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet keine Kriterien für die benotet/unbenotet Vergabe der Bestandener praktischer Teil, vollständige unbenotet Leistungspunkte Versuchsprotokolle und 50% der erreichbaren Punkte in den Übungen Literatur Hesse/Meier/Zeeh, Spektroskopische Methoden in der organischen Chemie (Thieme) 28 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Theoretische Chemie II (Gruppentheorie) Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 4.4 150 h 5 LP 1 Semester jährlich im SS Modulbeauftragter Prof. Dr. Th. Bredow Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische und Lehreinheit(en) Theoretische Chemie Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Moduls BSc Chemie P 4 BSc/BA LA Chemie WP 4 Lernziele - Grundlegende Kenntnisse der Gruppentheorie in der Chemie - Verständnis der Symmetrieeigenschaften von Molekülschwingungen und elektronischen Zuständen im Rahmen der Molekülorbitaltheorie - Anwendung der Kenntnisse im Rahmen der Darstellungstheorie - Anwendung von Auswahlregeln in der Spektroskopie Schlüssel- - effizientes Zeitmanagement kompetenzen - Problemlösungsfähigkeit Inhalte Grundlagen: Konzept „Gruppe“, Gruppenaxiome, Symmetrie- Elemente und Symmetrie-Operationen, 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: Symmetrie von Molekülorbitalen und Mehrelektronenzuständen, Franck- Condon-Prinzip, Auswahlregeln und Oszillatorenstärken Symmetrie bei Reaktionen: Woodward-Hoffmann-Regeln, Korrelationsdiagramme , thermische und photochemische Reaktionen Teilnahme- Keine voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen SWS Workload -größe [h] Vorlesung 150 2 60 Übung 20 2 90 Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet Klausur benotet Studienleistungen benotet/unbenotet u.a. als Zulassungs- Keine voraussetzung zur 29 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Modulprüfung Literatur Bishop, Group Theory and Chemistry (Dover Publications) 30 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Konzepte und Synthesen in der Organischen Chemie Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 5.1 270 h 9 LP 1 Semester jährlich im WS Modulbeauftragter Prof. Dr. D. Menche Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF), Kekulé-Institut für Organische Chemie Lehreinheit(en) und Biochemie Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Moduls BSc-Chemie P 5 BSc/BA LA Chemie WP 5 Lernziele - Weitergehende Vertiefung des Verständnis von Reaktionen der Organischen Chemie und Anwendung dieses Wissens - Erwerb von Kenntnissen über weiterführende Konzepte und Synthesemethoden der Organischen Chemie Schlüssel- - mündliche Darstellung einfacherer wissenschaftlicher kompetenzen 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 Fortgeschrittene Konzepte der Organischen Chemie und darauf basierender Synthesemethoden: Lineare Freie-Energie-Beziehungen HSAB-Konzept Einfluss von Reaktionsmedien Grenzorbitaltheorie Baldwin- Regeln Metallorganische Reagenzien Schutzgruppenkonzepte Enzymatische Reaktionen Retrosynthese Lineare vs. konvergente Synthesestrategien Templatsynthese Kombinatorische Chemie Biomimetische Synthese Stöchiometrische und katalytische Methoden zur Knüpfung chemischer Bindungen Teilnahme- Bestandenes Modul BCh 4.1 voraussetzungen 31 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen- SWS Workload größe [h] Vorlesung 150 5 180 Seminar 150 2 90 Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet Klausur benotet Studienleistungen benotet/unbenotet u.a. als Regelmäßige Teilnahme am Seminar, unbenotet Zulassungs- Vortrag voraussetzung zur Modulprüfung Literatur Brückner, Reaktionsmechanismen (Spektrum) 32 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Grundlagen der anorganischen Molekül- und Festkörperchemie Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 5.2 300 h 10 LP 1 Semester jährlich im WS Modulbeauftragter Prof. Dr. R. Streubel Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Anorganische Chemie Lehreinheit(en) Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Moduls BSc Chemie P 5 BSc/BA LA Chemie WP 5 Lernziele - 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 Schlüssel- - Fähigkeit zur schriftliche Dokumentation komplexerer kompetenzen 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 (7Li, 11B, 19F, 29Si und 31P), heteronukleare Kopplungen, Ableitung von Strukturargumenten für die Konstitutionsbestimmung. Synthesemethoden, Struktur/Bindungs-verhältnisse und Reaktivität von Li-, Mg-, B-, Al- , Si- und P-organischen Verbindungen Chemie von Übergangsmetallkomplexen mit - und -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, Grundbegriffe der Kristallographie, Gitterenergien, Born-Haber-Zyklus, Coulomb-Ansatz, Born-Landé-Gleichung Charakterisierung anorganischer Festkörper: Beugung an Kristallen, Grundlagen der Röntgenbeugung an Pulvern 33 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) 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, Halbleiter, Isolatoren Realkristalle und Defekte, Ionenleitung, magnetische und dielektrische Eigenschaften Praktikum: Durchführung einfacher Synthesen anorganischer Molekül- und Festkörperverbindungen, Charakterisierung der Präparate durch geeignete Analysenmethoden (NMR, XRPD) Teilnahme- Bestandene Module BCh 1.2/2.1 und BCh 3.2 voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen- SWS Workload größe [h] Vorlesung 150 4 140 Seminar 20 2 60 Praktikum 20 5 100 Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet Klausur benotet Studienleistungen benotet/unbenotet u.a. als Erfolgreicher Abschluss des Praktikums unbenotet Zulassungs- voraussetzung zur Modulprüfung Literatur Riedel, Moderne Anorganische Chemie (de Gruyter) Elschenbroich, Organometallchemie (Teubner) Holleman, Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie (de Gruyter) Smart, Moore, Solid State Chemistry (Taylor & Francis) 34 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Physikalische Chemie III – Praxis der Kinetik und Spektroskopie Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 5.3 180 h 6 LP 1 Semester jährlich WS Modulbeauftragter Prof. Dr. H. Baltruschat Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische und Lehreinheit(en) Theoretische Chemie Verwendbarkeit Studiengang Modus Studiensemester des Modul BSc Chemie P 5 Lernziele - Eigenständige Durchführung von Experimenten der Physikalischen Chemie zu Themen der Elektrochemie und Spektroskopie - Verständnis des experimentellen Vorgehens - korrekte Auswertung und Bewertung der erhaltenen Messdaten. Schlüssel- - Fähigkeit, sowohl allein als auch in der Gruppe lernen zu kompetenzen können - Fähigkeit des Erkennens und Behebens von eigenen Wissenlücken - Kompetenz zur Durchführung von Experimenten Inhalte Durchführung von Experimenten zu Themen der Module BCh 2.3 und 4.3 wie zum Beispiel: Reaktionskinetik, Transportvorgänge in Gasen und Elektrolyten, Spektroskopie in verschiedenen Spektral- bereichen (infraroter, sichtbarer und ultravioletter). Teilnahme- Bestandenes Modul BCh 3.3/4.3 voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen SWS Workload -größe [h] Praktikum Experimente zu ca. 2 - 4 6 180 obigen Themen Prüfungen Prüfungsform(en) benotet/unbenotet Mündliches Abschlusskolloquium unbenotet Kriterien für die Erfolgreich abgeschlossene benotet/unbenotet Vergabe der Praktikumsversuche unbenotet Leistungspunkte Literatur a) Atkins/de Paula, Physikalische Chemie (Wiley-VCH-Verlag) b) Wedler/Freund, Lehrbuch der Physikalischen Chemie (Wiley-VCH- Verlag) c) Hollas, Moderne Methoden in der Spektroskopie (Springer-Verlag) 35 Stand 23.03.2021
Fachgruppe Chemie (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) Grundlagen der Biochemie Modulnummer Workload Umfang Dauer Turnus BCh 5.4 150 h 5 LP 1 Semester jährlich im WS Modulbeauftragter Prof. Dr. Jeroen Dickschat Anbietende Fachgruppe Chemie (MNF) Lehreinheit Verwendbarkeit des Studiengang Modus Studiensemester Modul BSc Chemie P 5 Inhalte prokaryotische und eukaryotische Zelle, Entstehung des Lebens, Stereochemie und Ursprung der Chiralität in Biomolekülen, Aminosäuren und Peptide, Struktur und Funktion von Proteinen, Biosynthese der Aminosäuren, Nucleotidmetabolismus, Struktur der Nucleinsäuren, DNA-Replikation, Transkription und RNA- Prozessierung, Proteinbiosynthese Erforderliche Theorie der chemischen Bindung, Konjugation, Aromatizität, Vorkenntnisse Mesomerie, Säure-Base-Theorie, Grundlagen der Thermodynamik und Kinetik, funktionelle Gruppen organischer Moleküle (Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren und Derivate, Amine, Aminosäuren, Thiole), Reaktionen organischer Verbindungen (Aldol-Reaktion, Veresterung und Verseifung, nucleophile Substitution, Additionen, Eliminierungen), Spektroskopie (IR, UV, NMR, chemische Verschiebung, Kopplungskonstante und Spinmultipülizität, wichtige Kerne in der belebten Natur: 1H, 13 C, 31P) Schlüssel- • Verständnis der unter Inhalte genannten Teilbereiche der Biochemie kompetenzen 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 allge- meinen und organischen Chemie zu 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, Informationen aus der wissenschaftlichen Literatur überprü- fen und beurteilen zu können. Teilnahme- keine voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform Thema Gruppen SWS Workload -größe [h] Vorlesung siehe Inhalte 150 3 90 36 Stand 23.03.2021
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