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Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Studiengang Bachelor of Science
Chemie Lehramt (BChLA)
Verzeichnis der fachwissenschaftlichen
Pflicht- und Wahlpflichtmodule
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Allgemeine und Anorganische Chemie
(Experimentalvorlesung)
Modulnummer
BChLA 1.1
Workload
180 h
Umfang
6 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
WS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. W. Mader
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie
Bachelor of Science Geowissenschaften
Bachelor of Science Molekulare Biomedizin
(Diplom)
Pflicht 1. Sem.
Lernziele Die Studierenden erlernen die Grundlagen der Allgemeinen und
Anorganischen Chemie mit Hilfe zahlreicher Experimente. Sie erwerben
Kenntnisse der grundlegenden chemischen Gesetzmäßigkeiten und der
Eigenschaften der chemischen Elemente und der wichtigsten
anorganischen Verbindungen.
Schlüssel-
kompetenzen
Beherrschen von ausgewählten chemisch-naturwissenschaftlichen Theorien
und Begriffen und Wissen um deren Aussagekraft
Die Studierenden kennen den Prozeß der Gewinnung chemischer
Erkenntnisse und können die individuelle und gesellschaftliche Relevanz
der Chemie begründen
Verfügen über das Fachwissen zur Planung von Unterrichtskonzepten
Inhalte • Geschichte der Chemie
• Erscheinungsformen der Materie (Stofftrennung, Element- und
Verbindungsbegriff)
• Einführung in die Atomlehre (Stöchiometrische Gesetze, Daltonsche
Atomhypothese, Molekülbegriff, Avogadro-Gesetz, Ideales
Gasgesetz, Daltonsches Partialdruckgesetz)
• Atomaufbau (Elementarteilchen, Atomkern, Atomhülle, chemische
Elemente, Isotope, Atommassen, Massendefekt und
Kernbindungsenergie, Radioaktivität)
• Aggregatzustände der Materie, Zustandsdiagramme, Stoffmenge,
Konzentrationen von Lösungen, Osmotischer Druck, Raoultsches
Gesetz, Methoden der Molekülmassenbestimmung
• Die Elektronenstruktur der Atome: Elektromagnetische Strahlung,
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
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, Bindungsenergie)
• Das chemische Gleichgewicht (Massenwirkungsgesetz,
Gleichgewichts-konstanten, Prinzip des kleinsten Zwanges, Entropie,
Freie Reaktions-enthalpie, Temperaturabhängigkeit von
Gleichgewichtskonstanten)
• Reaktionskinetik (Reaktionsgeschwindigkeit,
Geschwindigkeitsgesetze, Theorie des Übergangszustands,
Arrhenius-Gleichung, Metastabile Systeme, Katalyse)
• Die chemische Bindung (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, Amphoterie, Ionenprodukt des Wassers, pH-
Wert, Stärke von Säuren und Basen, Dissoziationsgrad, Indikatoren,
Puffer-lösungen, Salze schwacher Säuren und Basen
• Redoxreaktionen (Oxidationszahl, Redoxgleichungen, Galvanische
Ele-mente, Elektromotorische Kraft, Nernstsche Gleichung,
Konzentrations-ketten, Standardpotenziale, Elektrochemische
Spannungsreihe, Elektro-lyse, Faraday-Gesetze, elektrochemische
Stromquellen)
Teilnahme-
voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
Vorlesung (10 Wochen á 5 SWS; max. 300 Stud.) 3,33 50
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Vor- und Nachbereitung 50
Seminar (10 Wochen á 2 SWS; max. 30 Stud.) 1,33 20
Vor- und Nachbereitung 20
Klausurvorbereitung 40
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Klausur
100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungszu-lassung keine
Sonstiges Literatur:
Lehrbücher der Allgemeinen und Anorganischen Chemie:
a) Mortimer/Müller, Chemie (Thieme-Verlag)
b) Riedel, Anorganische Chemie, (de Gruyter-Verlag)
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Praktikum Anorganische und Analytische Chemie I
Modulnummer
BChLA 1.2
Workload
180 h
Umfang
6 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
WS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. R. Streubel
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie
Pflicht 1. Sem.
Lernziele Ziel ist der Erwerb von Verständnis und Anwendung von Grundbegriffen
und Konzepten der allgemeinen, anorganischen und analytischen Chemie
in Hinblick auf die Chemie wässriger Lösungen (Säure-Base- und Redox-
Reaktionen), die Fähigkeit, stöchiometrische Rechnungen durchführen,
Reaktionsgleichungen aufstellen sowie eine Dokumentation nach
wissenschaftlichen Prinzipien (Pro-tokoll/Laborjournal) schriftlich
durchführen zu können. Durch Diskussion und Tafelarbeit sollen
rhetorische Fähigkeiten erworben und trainiert werden. Im Praktikum sollen
an einfachen Problemstellungen Grundzüge chemischen Experimentierens
(inkl. sicherheits- und arbeitsschutztechnischer Aspekte) sowie Grundzüge
der quantitativen und qualitativen nasschemischen Analyse erlernt werden.
Durch das Arbeiten in unterschiedlichen Gruppengrößen sollen
Sozialkompetenzen gestärkt und neue erworben werden.
Schlüssel-
kompetenzen
Kennen von ausgewählten chemisch-naturwissenschaftlichen Theorien,
Begriffen und Arbeitsweisen sowie Wissen um deren Aussagekraft
Beherrschen ausgewählter, grundlegender experimenteller Fertigkeiten
Fähigkeit zum Erkennen komplexer Reaktionsfolgen und chemischer
Zusammenhänge
Befähigung zum sicheren Experimentieren
Inhalte In der Vorlesung wird, nach einer kurzen Wiederholung wichtiger
Grundbegriffe und Konzepte der allgemeinen und anorganischen Chemie –
insbesondere in Hinblick auf die Chemie wässriger Lösungen (Säure-Base-
und Redox-Reaktionen) – das stöchiometrische Rechnen und das Aufstellen
von Reaktionsgleichungen an praktikumsrelevanten Beispielen vorgestellt
und eingeübt, wobei hier der Schwerpunkt auf der Chemie der Nichtmetalle
liegt. Im Praktikum werden an einfachen Problemstellungen die o.g.
theoretischen Aspekte veranschaulicht und vertieft sowie die Grundzüge
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
chemischen Experimentierens (inkl. sicherheits- und
arbeitsschutztechnischer Aspekte) sowie der nasschemischen Analyse
vermittelt. Das Praktikumsskript beschreibt die durchzuführenden Versuche
und ist auch ein Leitfaden für das Experimentieren im Labor.
Bindungsmodelle
Elektronegativität, Elektronenaffinität, Lewis-Formeln, Formalladung,
Ionische und kovalente Bindung, Wasserstoffbrücken-Bindung, Van der
Waals-Bindung
Chemische Reaktionen
Die chemische Reaktionsgleichung, energetische und kinetische
Aspekte, das chemische Gleichgewicht (an praktikumsrelevanten
Beispielen)
Säure-Base-Reaktion in wässriger Lösung
Säure-Base-Theorie, Hydratation und Dissoziation, Stoffmengen-
Konzentration, Löslichkeitsprodukt, pH-Wert, Ionenprodukt des
Wassers (Neutralisation, Säure- und Base-Konstante), Säure-Base-
Titration (Maßanalytische Grundbegriffe am Beispiel der HCl-Titration),
Puffer und Indikatoren, Henderson-Hasselbalch-Gleichung
Redoxreaktion in wässriger Lösung
Am Beispiel von praktikumsrelevanten Nichtmetallverbindungen der
Elemente der Gruppen 15 −17 (s. Praktikumsskript) wird der
Oxidationszahlen-Formalismus, Disproportionierung und
Redoxgleichungen besprochen
Grundlegende Prinzipien der qualitativen nasschemischen Analyse
Was ist eine Probe? (Probengewinnung und -vorbereitung).
Nachweismethoden (Vorprobe, Blindprobe, Lösen und Aufschließen,
Fällung, Spektralanalyse mit Handspektroskopen und Flammenfärbung,
Gruppennachweis und Gruppentrennung, elementspezifischer
Nachweis), Löslichkeitsprodukt und Trennungsgang
Trennung und Nachweisreaktionen der Kationen der „löslichen“ Gruppe
und der (NH4)2CO3-Gruppe (s. Praktikumsskript)
Trennung und Nachweisreaktionen von Anionen von Elementen der
Gruppen 13-17 („einfache“ Anionen und Elementoxo-Anionen) (s.
Praktikumsskript)
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Nichtmetallchemie der Elemente der Gruppen 15 (N, P), 16 (O, S) und 17 (F
bis I) (Schwerpunkt: wichtige Wasserstoff- und Sauerstoffverbindungen)
Teilnahme-
voraussetzungen
Bestandenes Modul BCh 1.1
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
Vorlesung (max. 100 Stud.) 1 15
Blockpraktikum (max. 100 Stud.) 8 120
Vor- und Nachbereitung 30
Klausurvorbereitung 15
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
5 Analysen im Praktikum Abschlussprüfung nach Praktikumsende
50%
50%
Studienleistungen Studienleistung(en)
als Voraussetzung
zur Prüfungs-
zulassung
Studienbegleitende Evaluationen (Protokolle,
Antestate)
Sonstiges Literatur:
E. Riedel, Anorganische Chemie
Jander / Blasius, Lehrbuch der analytischen und präparativen.
Anorganischen Chemie
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Mathematik für Chemiker I
Modulnummer
BChLA 1.3
Workload
150 h
Umfang
5 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
WS
Modulbeauftragt
er Dr. F. Wennmohs
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie
Pflicht 1. Sem.
Lernziele und
Schlüsselkompe-
tenzen
Die Studierenden erwerben eine solide mathematische Basis für das
Studium der Chemie. Ziel der Ausbildung ist die Vermittlung der für die
gesamte Chemie relevanten Rechenoperationen und Funktionen sowie die
Bereitstellung grundlegender mathematischer Techniken, wie sie zum
Verständnis von Vorlesung und Praktikum in der physikalischen Chemie
nötig sind.
Inhalte Die Veranstaltung beschäftigt sich zunächst mit elementaren
Rechenoperationen und Funktionen. Über den Begriff des Grenzwertes
werden die Grundlagen der Differentialrechnung entwickelt und auf
Funktionen mit mehren Veränderlichen erweitert. Anwendungen sind
Extremwertbestimmung und Potenzreihenentwicklung. Es folgen die
Einführung der Integration und ihr Bezug zur Differentiation als deren
Umkehrung. Anwendungen findet die Integration in Flächenberechnung
und Mittelungsprozessen.
Arithmetik
• Mengen
• Ungleichungen, Beträge
• Summen, Produkte, Exponenten, Wurzeln, Logarithmen
• Komplexe Zahlen
Funktionen
• Eigenschaften von Funktionen
• Funktionstypen, wichtige Funktionen
• Funktionen von mehreren Variablen
Folgen, Reihen, Grenzwerte
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Differentialrechnung von Funktionen einer Variablen
• Begriff der Ableitung und des Differentials
• Regeln für das Differenzieren
• Höhere Ableitungen
• Anwendungen der Differentialrechnung
Differentialrechnung von Funktionen mit mehreren Variablen
• Partielle Ableitungen
• Höhere Ableitungen, Satz von Schwarz
• Das totale Differential
• Mehrdimensionale Kettenregel
• Differentiation impliziter Funktionen
• Bestimmung relativer Maxima und Minima (mit
Nebenbedingungen)
Potenzreihenentwicklung von Funktionen
• Entwicklung von Funktionen in Potenzreihen, Taylorreihe
• Näherungsformeln für kleine x, (Restglied)
Integralrechnung von Funktionen einer Variablen
• Das unbestimmte Integral
• Das bestimmte Integral und Hauptsatz der Integral- und
Differentialrechnung
• Integrationsmethoden
• Uneigentliche Integrale
• (Fourier Reihen, Fouriertransformation)
Anmerkung: ( ) bezeichnet Themen, die den Stoff ergänzen und nicht
zum
Kernplan gehören.
Teilnahme-
voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
1 Vorlesung 2 30
Vor- und Nachbereitung 30
2 Übungen (max. 25 Stud.) 2 30
Vor- und Nachbereitung 30
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Klausurvorbereitung 30
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Klausur (90 min.) 100%
Studienleistunge
n Studienleistung(en)
als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme 50% der erreichbaren Punkte aus den Übungen
Sonstiges Literatur:
L. Papula, Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler
(mehrbändig), Vieweg und Teubner 2009
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Anorganische und Analytische Chemie II
"Charakteristische Reaktionen Anorganischer Stoffe - Qualitativ-
analytisches und präparatives Praktikum"
Modulnummer
BChLA 2.1
Workload
240 h
Umfang
8 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
SS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. R. Glaum
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie
Pflicht 2. Sem.
Lernziele und
Schlüsselkompete
n-zen
Ziele sind das Kennen und Erkennen des Reaktionsverhaltens anorganischer
Stoffe in wässriger Lösung (Säure-Base, Redox, Komplexbildung), das
Verständnis komplexer Reaktionsgleichgewichte und Reaktionsfolgen, der
Erwerb grundlegender Kenntnisse aus dem Bereich der anorganischen
Stoffchemie. Die Studierenden sollen Planung und Durchführung einfacher
chemischer Reaktionen im Praktikumsmaßstab unter Berücksichtigung von
Sicherheits- und Arbeitsschutzrichtlinien ausführen können. Die
Studierenden erwerben grundlegende Fähigkeiten zur Ausarbeitung und
Präsentation eines wissenschaftlichen Vortrags und zur Dokumentation
wissenschaftlicher Untersuchungen.
Inhalte • Bedeutung der Analytischen Chemie (historisch, ökologisch,
juristisch)
• Spektralanalyse und Anwendung in der qualitativen und
quantitativen Analyse
• Oktettregel, 18e− -Regel, Elektronenkonfiguration von Ionen der
Übergangs-metalle; Trends im PSE (Atom-/Ionen-Radien, IE, EA, EN,
(N – 2n)-Regel)
• Stabilität von Oxidationsstufen (pH-Abhängigkeit, Oxidationsstufe
und Acidität/Basizität, Oxidationsschmelze);
Analogien/Unterschiede zwischen Hauptgruppen und
Nebengruppen
• Farbigkeit anorganischer Verbindungen (Ionen der
Übergangsmetalle; IVCT: Berliner Blau, LMCT: Permanganat, ZnCh,
AgX; radikalische Verbindungen der Hauptgruppenelemente)
• Fällungsreaktionen: H2S, NH3 und Urotropin; gekoppelte
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Gleichgewichte; Fällung aus homogener Lösung
• Ostwaldsche Stufenregel, Bildung thermodynamisch metastabiler
Feststoffe
• Verdrängungsreaktionen: Freisetzung schwacher Säuren/Basen
• HSAB Konzept
• Grundzüge der Komplexchemie (Nomenklatur, Liganden,
Koordinations-zahlen, Isomerie, Stabilität und Reaktivität,
Ligandenfeld, elektronische Zustände, Jahn-Teller-Effekt,
Molekülorbitaltheorie)
• Gemenge, Mischkristall („Doppelsalz“ und
„Komplexverbindung“), Nichtstöchiometrie (Defektbildung und
Gemischtvalenz)
• Methoden zur Gewinnung und Reindarstellung ausgesuchter
Elemente
• Synthesewege zu einfachen anorganischen Stoffklassen (Oxide,
Halogenide, Salze komplexer Oxo-Säuren, Komplexverbindungen)
• Oxide der Übergangsmetalle
• Übergangsmetalle in niedrigen Oxidationsstufen;
Clusterverbindungen
• Anwendungsbeispiele für Übergangsmetalle
Stoffchemische Kenntnisse
• Chemische Grundlagen der Nachweisreaktionen von Anionen
(Sodaauszug)
• Gängige 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)
Stoffauswahl in Anlehnung an die Gruppen des Kationentrennungsgangs:
(NH4)2S-, Urotropin-, H2S-, Reduktions- und HCl-Gruppe.
Praktische Arbeiten
• 6 Analysen (Urotropin, (NH4)2S, H2S, kl. Vollanalyse (2x), Seltene
Elemente
• 6 Präparate (molekülchemisches Präp., Komplexverbindung,
Mikrokristal-lisation, Darstellung u. Umsetzung von Gasen,
Hochtemperaturpräp., Darstellung von Elementen)
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Teilnahme-
voraussetzungen
Bestandenes Modul BChLA 1.2
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
1 Vorlesung (max. 100 Stud.) 3 45
2 Seminar (max. 15 Stud.) 2 30
Vor- und Nachbereitung 30
3 Praktikum (12 Wochen á 9 h; max. 100 Stud.) 7,2 110
Prüfungsvorbereitung 25
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Bewertung der experimentellen Aufgaben im
Praktikum,
Abschlußprüfung (Klausur oder mündliche
Prüfung)
50%
50%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme Während des Praktikums 3 Antestate zur
Überprüfung sicherheitsrelevanter Kenntnisse
(unbenotet)
Sonstiges 1) Jander & Blasius, Lehrbuch der analytischen und präparativen
anorganischen Chemie
2) Hollemann & Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie
3) Housecroft/Sharpe, Anorganische Chemie
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Anorganische und Analytische Chemie III : Quantitative
Analyse
Modulnummer
BChLA 3.1
Workload
180 h
Umfang
6 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
WS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. J. Beck
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie
Pflicht 3. Sem.
Lernziele Das Modul soll den Studierenden ein umfassendes Verständnis der
chemischen Analytik in Theorie und Praxis vermitteln. Die Studierenden
sollen die Möglichkeiten und Genauigkeiten der verschiedenen
analytischen Verfahren erlernen und die Verfahren in der Praxis
selbstständig beherrschen.
Schlüssel-
kompetenzen
Kennen von ausgewählten chemisch-analytischen Arbeitsweisen und
Methoden sowie Wissen um deren Aussagekraft
Befähigung zum sicheren Arbeiten im chemischen Labor und der
sachgemäßen Durchführung von quantitativ-chemischen Analysen
Inhalte Nach einer Einführung in die Prinzipien der quantitativen Analytik und einer
allgemeinen Fehlerbetrachtung werden einzelne Themengebiete der
klassischen und modernen Bestimmungsmethoden behandelt. Dies
geschieht über das Erlernen der klassischen Methoden wie Volumetrie und
Gravimetrie bis hin zu modernen elektrochemischen Methoden und
Atomabsorptions- und -fluoreszenz-spektrometrie.
Die Vorlesung ist in vier Abschnitte unterteilt. In jeder Kategorie werden
zunächst die Grundlagen der einzelnen Methoden besprochen. Daran
schließen sich jeweils ausgewählte Beispiele an. Im ersten Abschnitt werden
die gravimetrischen Methoden behandelt, anschließend folgen die
volumetrischen Methoden (Titrationen). Diese unterteilen sich in die
Bereiche Fällungstitrationen, Säure-Base-Titrationen, Komplexometrie und
Redoxtitrationen. Die elektroanalytischen Methoden bilden mit der
Konduktometrie, Potentiometrie und Coulometrie den dritten Abschnitt.
Schließlich werden optische Analysenverfahren mit den Themengebieten
Atomabsorptionsspektrometrie (AAS), Atomemissionsspektrometrie (AES,
OES) und Atomfluoreszensspektrometrie (AFS) vorgestellt.
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
• Probengewinnung (Zufallsprobe, Gemischprobe)
• Probenvorbereitung, Probenaufschlussverfahren, Trennverfahren
• Wahl der Bestimmungsmethode
• Interpretationen der Ergebnisse, statistische Grundlagen,
Fehlerbetrachtungen, Q-Test, Students-T-Test
• Gravimetrie: Löslichkeit, Ionenprodukt, Löslichkeitsprodukt,
fremdioniger/gleichioniger Zusatz, Fällung, Fällungsstrategien,
stöchiometrische Berechnungen
• Volumetrie, Maßanalytische Grundbegriffe
• Fällungstitration: Grundlagen, Indikation des Endpunktes,
Titrationsverlauf
• Säure-Base-Titration: Titrationsverläufe unterschiedlicher Protolyte,
Protolytgemische, mehrwertige Protolyte, Indikatoren, Hägg-
Diagramme
• Komplexometrie: Titrationsverläufe, Indikatoren,
Konditionalkonstante
• Redoxtitrationen: Redoxprozesse, galvanisches Element, NHE,
Nernst- Gleichung, Aktivität, Luthersche Regel, Manganometrie,
Iodimetrie, Iodometrie, Bromatometrie, Cerometrie,
Dichromatometrie, Ferrometrie, Titanometrie
• Elektroanalytische Methoden: Ladungstransport, Polarisation,
Überspannung
• Konduktometrie
• Potentiometrie: Metallelektroden 1., 2. und 3. Art,
Bezugselektroden, Redoxelektroden, Membranelektroden,
insbesondere Glaselektrode, Ionenleitung
• Coulometrie: Dead-Stop-Verfahren
• Optische Analyseverfahren, Lambert-Beer-Gesetz, Boltzmann-
Gesetz
• Atomabsorptionsspektrometrie
• Atomemissionsspektrometrie
• Atomfluoreszenzspektrometrie: Flammenphotometer, Graphitrohr,
Hydridtechnik, ICP
Teilnahme-
voraussetzungen
Bestandene Module BCh 1.1 und BCh 2.1
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
1 Vorlesung (6 Wochen á 2 h; max. 80 Stud.) 1 12
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
2 Seminar (6 Wochen á 2 h; max. 15 Stud.) 1 12
Vor- und Nachbereitung 32
3 Praktikum (7 Wochen á 12 h; max. 80 Stud.) 5,6 84
Klausurvorbereitung 40
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Bewertung der Analysen im Praktikum
Klausur
50%
50%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme bestandenes Modul BChLA 1.2
Sonstiges Literatur:
U. Kunze/G. Schwedt, Grundlagen der quantitativen Analyse
Jander-Jahr, Maßanalyse
Harris, Lehrbuch der quantitativen Analyse
Skoog/ Leary, Instrumentelle Analytik
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Grundlagen der Organischen Chemie
Modulnummer
BChLA 3.2
Workload
180 h
Umfang
6 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
WS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. A. Lützen
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie
Pflicht 3. Sem.
Lernziele und
Schlüssel-
kompetenzen
Ziel ist der Erwerb des Basiswissens der Organischen Chemie. Hierzu
gehören Kenntnisse in der Stoffsystematik und der Nomenklatur. Der
Studierende soll die funktionellen Gruppen und deren Herstellung sowie
die wichtigsten Eigenschaften kennen. Weiterhin sollen Grundkenntnisse
der Stereochemie, der Reaktivität organischer Verbindungen, synthetischer
Makromoleküle und der wichtigsten Naturstoffklassen erworben werden. Inhalte Im Zentrum des Moduls stehen Vermittlung der grundlegenden
Stoffsystematik der Organischen Chemie und Einführung in die
grundlegenden Reaktionsweisen organischer Substanzen.
Arten der chemischen Bindung
Atombau, Ionenbindung, kovalente Bindung, polare Atombindung,
Resonanzformeln
Hybridisierung des Kohlenstoffatoms
sp-, sp2-, und sp3-Hybridisierung, geometrische Betrachtungen
Übersicht über funktionelle Gruppen und Stoffklassen
sauerstoff-, und stickstoff-, phosphor- und schwefelhaltige funktionelle
Gruppen und ihre Kombinationen, Oxidationsstufen des Kohlenstoffs
Herstellung, Eigenschaften und Reaktionen von Alkanen, Cycloalkanen,
Alkenen, Alkinen und Halogenalkanen
Nomenklatur, Konstitution, Stereochemie (Chiralität, Enantiomere,
Diastereomere, meso-Verbindungen, Konformere, Racematspaltung),
Pyrolyse, Substitutionsreaktionen, Addition, Eliminierung
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Herstellung, Eigenschaften und Reaktionen ein- und mehrwertiger
Alkohole, Redoxbeziehungen zwischen Alkoholen und
Carbonylvervindungen, Ether, Schwefelanaloga.
Herstellung, Eigenschaften und Reaktionen von Carbonylverbindungen,
Tautomerie, Acetale, Imine, Enamine, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren,
Carbonsäurederivate (Ester, Amide etc.), Fette, Öle, Seifen
Aromaten und Heteroaromaten
Hückel-Regel, Nomenklatur, elektrophile und nucleophile Substitution,
Mehrfach-substitution
Typen ausgewählter Naturstoffklassen
Kohlenhydrate, Isoprenoide, Alkaloide, Aminosäuren, Peptide,
Nucleinsäuren, Stoffwechselvorgänge (Photosynthese, alkoholische Gärung,
Citronensäurecyclus)
Makromoleküle/Kunststoffe
Einteilung, Herstellung, Eigenschaften, Verwendung
Teilnahme-
voraussetzungen
Bestandenes Modul BChLA 1.1 (Allgemeine und Anorganische Chemie -
Experimentalvorlesung)
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
1 Vorlesung 4 60
2 Übung 1 15
Vor- und Nachbereitung 75
Prüfungsvorbereitung 30
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Der Leistungsnachweis besteht in einer
schriftlichen Klausur (max. 120 Minuten) oder
einer mündlichen Prüfung (max. 45 Minuten)
100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme Voraussetzung zur Teilnahme an der Prüfung ist
die aktive Teilnahme den Übungen.
Sonstiges Literatur:
Aktuelle Lehrbücher der Organischen Chemie nach Auswahl des jeweiligen
Dozenten
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Physikalische Chemie I - Aufbau der Materie
Modulnummer
BChLA 3.3
Workload
150 h
Umfang
5 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
WS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. M. Sokolowski
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie
Pflicht 3. Sem.
Lernziele Die Studierenden erwerben ein grundlegendes Verständnis der
Aggregatzustände der Materie und erlernen die Arbeitsweisen der
Physikalischen Chemie. Sie erkennen die Bedeutung und die Aufgaben der
Physikalischen Chemie als Teildisziplin innerhalb der chemischen
Wissenschaften.
Schlüssel-
kompetenzen
Die Studierenden kennen den Prozeß der Gewinnung physikalisch-
chemischer Erkenntnisse und können physikalisch-chemische Sachverhalte
in verschiedenen Anwendungsbezügen und Sachzusammenhängen
erfassen, bewerten und in adäquater mündlicher und schriftlicher Form
darstellen
Inhalte Beschreibung physikalisch-chemischer Systeme
• Physikalische Messgrößen
• Potential und Kraft
• Eigenschaften eines Systems und Messung von dessen
Zustandsgrößen Druck, Volumen und Temperatur
• Gleichgewicht und Temperatur
Der gasförmige Zustand
• ideales Gas und ideale Gasmischungen
• ideales Gasgesetz
• einfache kinetische Gastheorie
• Innere Energie und Freiheitsgrade der Bewegung
• Geschwindigkeitsverteilung
• reales Gas
• kritischer Punkt
• Lennard-Jones-Potential und Zustandsgleichung nach van der
Waals
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Der flüssige Zustand
• Phasenübergang gasförmig-flüssig
• Struktur von Flüssigkeiten und deren Charakterisierung
• Wasser
• Viskosität
• Flüssigkristalle
Der feste Zustand
• Phasenübergang flüssig-fest
• Struktur von Festkörpern und deren Bestimmung
• Gitterschwingungen und harmonischer Oszillator
• Molwärmen
Der erste Hauptsatz der Thermodynamik
• Begriff der Zustandsfunktion
• Definition von Arbeit, Energie und Wärme
• Der erste Hauptsatz
• Def. der Inneren Energie
• Spezifische Wärmekapazitäten (Cv und Cp)
Teilnahme-
voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
Vorlesung (max. 100 Stud.) 2 30
Übungen (max. 100 Stud.) 2 30
Vor- und Nachbereitung 60
Klausurvorbereitung 30
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme Das Erreichen von 50% der Punkte aus den
Übungen ist Voraussetzung für die Zulassung zur
Klausur
Sonstiges Literatur:
Standardlehrbücher der Physikalischen Chemie, z.B.
P. W. Atkins, J. de Paula, Physikalische Chemie,
G. Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Praxis der Organischen Chemie
Modulnummer
BChLA 4.1
Workload
300 h
Umfang
10 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
SS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. A. Gansäuer
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie
Pflicht 4. Sem.
Lernziele und
Schlüssel-
kompetenzen
Ausbau des Basiswissens der Organischen Chemie und Erwerb
grundlegender Praxiskenntnisse im präparativen organischen Labor und in
der analytischen Charakterisierung organischer Substanzen.
Erlernen des fach- und ordnungsgemäßen Umgangs mit Chemikalien unter
sicherheits- und umweltrelevanten Gesichtspunkten.
Vermittlung grundlegender Fähigkeiten zur Präsentation wissenschaftlicher
Sachverhalte in schriftlicher Form.
Inhalte Das Modul dient dem Ausbau der grundlegenden Kenntnisse über die
Reaktivität organischer Substanzen in Theorie und Praxis.
Anhand der Durchführung von einfacheren organischen Reaktionen aus
den Bereichen 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, Oxidations- und
Reduktionsreaktionen lernen die Studierenden die reaktiven Eigenschaften
einzelner Verbindungsklassen kennen und sollen folgende Techniken
erlernen:
• Aufbau von Reaktionsapparaturen zum Erhitzen unter Rückfluss,
und/oder 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
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
• Dünnschichtchromatographie und Säulenchromatographie
Zur Charakterisierung der dargestellten Verbindungen sollen die
Bestimmung von Brechungsindices, die Bestimmung von Siede- und
Schmelzpunkten erlernt und benutzt werden sowie die Aufnahme und
Auswertung von IR-Spektren.
Teilnahme-
voraussetzungen
Bestandenes Modul BCh 3.2 (Grundlagen der Organischen Chemie)
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
1 Vorlesung (max. 80 Stud.) 2 30
2 Seminar (max. 80 Stud.) 1 15
3 Praktikum (max. 80 Stud.) 10 150
Vor- und Nachbereitung (V, S, P) 65
Prüfungsvorbereitung 50
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Der Leistungsnachweis besteht in einer
schriftlichen Klausur (max. 120 Minuten) oder
einer mündlichen Prüfung (max. 45 min).
100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme Aktive Teilnahme an Seminar und Praktikum,
Anfertigung aller Versuchsprotokolle, drei
mündliche Konsultationen (unbenotet), ein
Vortrag (unbenotet).
Sonstiges Literatur:
Aktuelle Lehrbücher der Organischen Chemie nach Auswahl des jeweiligen
Dozenten
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Methoden der Strukturaufklärung und Stofftrennung
"Spektroskopische Methoden"
Modulnummer
BChLA 4.2
Workload
180 h
Umfang
6 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
SS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. A. Lützen
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie
Pflicht 4. Sem.
Lernziele und
Schlüsselkompete
n-zen
Die Studierenden sollen die wichtigsten Methoden zur Isolierung und
Reinigung von chemischen Verbindungen kennen und die Struktur einer
einfachen unbekannten chemischen Verbindung aus den entsprechenden
Spektren ableiten können.
Inhalte Vorlesung und Übungen
Stofftrennung
Vorstellung der wichtigsten Trennmethoden, Destillation, Rektifikation,
Kristallisation, Sublimation, Extraktion (flüssig/flüssig, fest/flüssig),
Chromatographie (Dünnschicht-chromatographie, Flüssigchromatographie,
Gaschromatographie)
Spektroskopische Stoffcharakterisierung
UV/VIS
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
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Massenspektrometrie
Messprinzip, Ionisierungsmethoden (EI, CI, FAB, FD, ESI, MALDI),
Analysatoren (Sektorfeld, Quadrupol, Flugzeit, ICR),
Massenfeinbestimmung, Isotope, charakteristische und induzierte
Fragmentierungen, Ableitung von Molekülstrukturen
Kombination der verschiedenen Verfahren zur Strukturaufklärung
Welche Technik für welche Fragestellung oder welche Information kann ein
gegebenes Spektrum liefern. Spektrendatenbanken. Ableitung von
Molekülstrukturen aus einer Sammlung gegebener Spektren
Praktikum
Durchführung und Auswertung einfacher NMR-spektroskopischer und
massen-spektrometrischer Experimente an ausgewählten Substanzen
Teilnahme-
voraussetzungen
Bestandenes Modul BCh 3.2 (Grundlagen der Organischen Chemie)
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
Vorlesung (max. 80 Stud.) 2 30
Übung (max. 80 Stud.) 2 30
Praktikum (max. 80 Stud.) 1 30
Vor- und Nachbereitung (V, Ü, P) 60
Prüfungsvorbereitung 30
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Der Leistungsnachweis besteht in einer
schriftlichen Klausur (max. 120 Minuten) oder
einer mündlichen Prüfung (max. 45 min).
100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme Aktive Teilnahme an den Übungen und am
Praktikum, Anfertigung aller Versuchsprotokolle.
Sonstiges Literatur:
M. Hesse, H. Meier, B. Zeeh, Spektroskopische Methoden in der
organischen Chemie, 7. Aufl., Thieme, Stuttgart, 2005, sowie weitere
aktuelle Lehrbücher aus den Bereichen Analytische Chemie, NMR-
Spektroskopie und Massen-spektrometrie nach Auswahl des jeweiligen
Dozenten
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Physikalisch-Chemisches Grundpraktikum für
Lehramtskandidaten
Modulnummer
BChLA 5.1
Workload
150 h
Umfang
5 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
WS
Modulbeauftragte
r Dr. Schlesinger
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Pharmazie
Pflicht 5. Sem.
Lernziele und
Schlüssel-
kompetenzen
Im Modul sollen die Studierenden theoretische und praktische
Grundkenntnisse in Kinetik, Thermodynamik und Elektrochemie erwerben.
Ziel der Übungen ist es, dass die Studierenden in die Lage versetzt werden,
die theoretischen Grundlagen auf die phänomenologische und numerische
Lösung konkreter physikalisch-chemischer Fragestellungen anzuwenden.
Im Praktikum sollen die Studierenden Erfahrungen in der zielgerichteten
Durchführung und Auswertung didaktisch sinnvoller physikalisch-
chemischer Experimente sammeln.
Inhalte Vorlesung: Lehrinhalte aus den Gebieten Kinetik, Thermodynamik und
Elektrochemie
Kinetik
• formale Reaktionskinetik
• Adsorption an Festkörperoberflächen
• Auflösungsgeschwindigkeit und Diffusion
Thermodynamik
• Thermochemie
• Erster und Zweiter Hauptsatz
• Kriterien für Spontanität, Gleichgewicht und Zwang
• Phasengleichgewichte reiner Stoffe
• kolligative Eigenschaften
• Dampfdruck- und Siedediagramme
• Schmelzdiagramme und Löslichkeit
Elektrochemie
• starke und schwache Elektrolyte
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
• Driftgeschwindigkeit von Ionen
• Theorie der elektrolytischen Leitfähigkeit
• Zellspannung
Praktikum: 8 Versuche zur Thermodynamik und Elektrochemie
• Lösungsenthalpien
• Temperaturabhängigkeit des Dampfdrucks
• Siedediagramme
• Siedepunktserhöhung
• Löslichkeit von Feststoffen
• Adsorption
• Elektrolytische Leitfähigkeit
• Zellspannung
Teilnahme-
voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
1 Vorlesung (max. 80 Stud.) 2 30
Vor- und Nachbereitung 15
2 Übung (max. 80 Stud.) 1 15
Vor- und Nachbereitung 15
3 Praktikum (8 Versuche; max. 80 Stud.) 3 45
Prüfungsvorbereitung 30
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
2 Klausuren über jeweils die Hälfte des Lehrstoffs je 50%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme unbenotete Antestate zu den Versuchen;
Versuchsprotokolle
Sonstiges Literatur: Standardlehrbücher der Physikalischen Chemie, inbesondere P.W. Atkins &
J. de Paula, Kurzlehrbuch Physikalische Chemie
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Konzepte und Synthesen in der Organischen Chemie
(Wahlpflichtbereich)
Modulnummer
BChLA 5.2.1
Workload
180 h
Umfang
6 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
WS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. S. Höger
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie (BCh 5.1)
Wahlpflicht 5. Sem.
Lernziele und
Schlüssel-
kompetenzen
Aufbauend auf dem Basiswissen beherrschen die Studierenden die
Konzepte der Organischen Chemie und sind in der Lage, einfachere
Synthesestrategien und selektive Synthesemethoden theoretisch zu
erarbeiten.
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
Bestandenes Modul BChLA 4.1 (Praxis der Organischen Chemie)
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
[h]
1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 5 75
Vor- und Nachbereitung 75
Prüfungsvorbereitung 30
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Mündliche Abschlussprüfung (45 Minuten) oder
Klausur (120 Minuten).
100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme keine
Sonstiges Literatur:
Aktuelle Lehrbücher der Organischen Chemie für Fortgeschrittene nach
Auswahl des jeweiligen Dozenten
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Grundlagen der anorganischen Molekül- und
Festkörperchemie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer
BChLA 5.2.2
Workload
180 h
Umfang
6 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
WS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. W. Mader
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie (BCh 5.2)
Wahlpflicht 5. Sem.
Lernziele und
Schlüsselkompe-
tenzen
Aufbauend auf die Module BChLA 1.1, 1.2, 2.1 und 3.1 erwerben die
Studierenden die grundlegende Kenntnisse der anorganischen Molekül-
und Festkörperchemie.
Die Studierenden kennen die Bindungsverhältnisse und Strukturen in
Molekülen und Festkörpern, kennen die Synthese und die Methoden zur
Charakterisierung anorganischer Stoffe sowie die Methoden zur
Bestimmung von Eigenschaften. Zudem haben sie sich Kenntnisse über die
Chemie ausgewählter Verbindungsklassen erworben.
Inhalte Vorlesungsteil Anorganische Molekülchemie (30 h)
• Einführung in die Chemie von Hauptgruppenelementorganylen und
Einführung in die heteronukleare-NMR-Spektroskopie (I) (11B, 29Si und 31P; heteronukleare Kopplungen; Ableitungen von
Strukturargumenten)
• Li-und Mg-Organyle: Synthese, Struktur und Bindungsverhältnisse
• B- und Al-Organyle: Synthese, Struktur und Bindungsverhältnisse
• Si-Organyle: Synthese, Struktur und Bindungsverhältnisse
• P-Organyle: Synthese, Struktur und Bindungsverhältnisse
• Einführung in die Chemie von Übergangsmetallkomplexen mit π- und
δ-Akzeptor-Liganden
• Carbonylkomplexe - Synthese, Struktur, Bindungsverhältnisse,
ausgewählte Reaktionen und Anwendungen
• Isoelektronische Liganden zu CO
• Metallocene und andere Cyclopentadienyl-Komplexe von
Übergangsmetallen -Synthese, Struktur, Bindungsverhältnisse,
ausgewählte Reaktionen und Anwendungen
• Bis(aren)metallkomplexe und Aren-Metall-Carbonyle - Synthese,
Struktur, Bindungsverhältnisse, ausgewählte Reaktionen und
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Anwendungen
Vorlesungsteil Anorganische Festkörperchemie (30 h)
Strukturbeschreibung
• Dichteste Kugelpackungen – Strukturen der Metalle
• einfache binäre und ternäre Kristallstrukturen, abgeleitet von
dichtesten Packungen
• Gitterenergien; Born-Haber-Zyklus; Coulomb-Ansatz; Born-Landé-
Gleichung
Charakterisierung
• Beugung an Kristallen
• Grundlagen der Röntgenstrhlungsbeugung 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
• Einführung in die elektronische Struktur von Feststoffen
• Metalle / Halbmetalle / Nichtmetalle
• Realkristalle und Defekte; Ionenleiter
Seminar
Das die Vorlesung begleitende Seminar soll mit Hilfe von Übungen den
Vorlesungsstoff ausbauen und vertiefen und so auf die
Modulabschlussprüfung vorbereiten.
Teilnahme-
voraussetzungen
Bestandenes Modul BCh 3.1 (AAC III)
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[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
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Klausur oder mündliche Prüfung 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme
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: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Grundlagen der Biochemie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer
BChLA 5.2.3
Workload
120 h
Umfang
4 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
WS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. C. Thiele
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Molekulare Biomedizin (LIMES-Institut)
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie (BCh 5.3)
Wahlpflicht 5. Sem.
Lernziele und
Schlüsselkompe-
tenzen
In diesem Modul erwerben die Studierenden in den B.Sc.- Studiengängen
Chemie und Biologie elementare Vorstellungen biochemischer
Zusammenhänge. Dabei wird besonderes Gewicht auf die historische
Entwicklung biochemischer Konzepte sowie auf das Verständnis
enzymkatalysierter Reaktionen und Stoffwechselwege gelegt. Darüber
hinaus erlernen die Studierenden die biochemischen Grundlagen von
Zellbiologie, Physioloogie und Molekularbiologie.
Inhalte Im ersten Teil des Moduls werden die historische Entwicklung
biochemischer Konzepte, die Zelltheorie, Fließgleichgewichte und
enzymatische Reaktionen vorgestellt. Zum besseren Verständnis der
Struktur-Funktionsbeziehung bei Enzymen und Rezeptoren werden die
Prinzipien des dreidimensionalen Aufbaus von Proteinen dargelegt. Im
zweiten Teil werden die Grundlagen des Energiestoffwechsels und die
Bildung von Vorstufen für den Intermediärstoffwechsel besprochen. Dabei
werden Reaktionswege, Mechanismen und Regulation im Bereich der
Glykolyse, des Citrat- und Glyoxylatzyklus, des GABA-Shunts, der
Atmungskette, der Gluconeogenese, des Glykogenstoffwechsels, des
Pentosephosphatweges und der Photosynthese vorgestellt.
• Proteinstrukturen, -konformationen und -dynamik
• Historische Entwicklung biochemischer Konzepte
• Zelltheorie
• Proteinstrukturen
• Hämoglobin und Sauerstofftransport
• Mechanismus der Enzymkatalyse
• Enzymkinetik
• Energiestoffwechsel
• Thermodynamische Grundbegriffe
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
• Glykolyse
• Pyruvatdehydrogenase
• Zitronesäurezyklus
• Glyoxylatzyklus
• Atmungskette
• Pentosephosphatweg
• Gluconeogenese
• Photosynthese
• Nukleinsäuren und molekulare Biologie
• Grundbegriffe DNA, RNA
• Replikation
• Transskription
• Restriktionsenzyme, Vektoren
• Rekombinante DANN und Expression rekombinanter Proteine
Teilnahme-
voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 2 30
Vor- und Nachbereitung 30
2 Seminar (max. 60 Stud.) 1 15
Vor- und Nachbereitung 15
Klausurvorbereitung 30
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en)
als Voraussetzung
zur Prüfungsteil-
nahme
keine
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: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Theoretische Chemie I (Gruppentheorie)
(Wahlpflichtbereich)
Modulnummer
BChLA 5.2.4
Workload
180 h
Umfang
6 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
WS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. Th. Bredow
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie (BCh 5.4)
Wahlpflicht 5. 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.
Schlüsselkompete
nzen
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 „Gruppe“, Gruppenaxiome
• Symmetrieelemente und Symmetrieoperationen
• Punktgruppen
• Reduzible und irreduzible Darstellungen
• Charaktertafeln
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
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
Teilnahme-
voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 2 30
Vor- und Nachbereitung 15
2 Übungen (max. 30 Stud.) 2 30
Vor- und Nachbereitung 15
Klausurvorbereitung 60
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme keine
Sonstiges Literatur: David M. Bishop, Group Theory and Chemistry, Dover 1993 (ISBN
0486673553)
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Rechtskunde und Toxikologie
Modulnummer
BChLA 5.2.5
Workload
120 h
Umfang
4 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
WS
Modulbeauftragte
r Der Vorsitzende des Prüfungsausschusses
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Angebot durch Lehreinheit Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie (BCh 3.5)
Wahlpflicht 5. Sem.
Lernziele und
Schlüsselkompe-
tenzen
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
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
• 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
• Rechtsschutzsystem
Prinzipien und Inhalte des materiellen Umweltrechts
• Gefahrstoffrecht
• Chemikaliengesetz
• Pflanzenschutzgesetz
• Düngemittelgesetz
• Gentechnikgesetz
Abfallwirtschaft
• KrW-/ AbfG,
• AltholzV,
• HKWAbfV,
• Verordnung über Betriebsbeauftragte für Abfall.
Teilnahme-
voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
1 Vorlesung (max. 100 Stud.) 3 45
Vor- und Nachbereitung 45
Klausurvorbereitung 30
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Klausur Rechtskunde
Klausur Toxikologie
50%
50%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme regelmäßige Teilnahme
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: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Physikalische Chemie III - Kinetik und Elektrochemie
(Wahlpflichmodul und WP im Polyvalenzbereich)
Modulnummer
BChLA 5.2.6
Workload
150 h
Umfang
5 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
SS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. M. Sokolowski
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie (BCh 3.3)
Wahlpflicht 6. 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.
Schlüssel-
kompetenzen
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.
Inhalte Physiko-chemische Eigenschaften von Elektrolyten
• spezifische und molare Leitfähigkeit
• starke und schwache Elektrolyte
• Ionenbeweglichkeit und Hittorf’sche Überführung
• Theorie der elektrolytischen Leitfähigkeit
Thermodynamik in elektrochemischen Zellen
• Elektrolysezelle und galvanisches Element
• Zellreaktionen und Ladungstransport
• Elektrodentypen und Elekrodenpotentiale
• elektrochemische Gleichgewichtsbedingung und Nernst’sche
Gleichung
Formale Reaktionskinetik
• Reaktionsgeschwindigkeit und Geschwindigkeitsgesetze
• Geschwindigkeitskonstante und ihre Temperaturabhängigkeit
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
• Aktivierungsenergie
• Reaktionsordnung und Molekularität
• Experimentelle Methoden zur Bestimmung von
Reaktionsgeschwindigkeiten
Reaktionsmechanismen
• Elementarreaktionen und zusammengesetzte Reaktionen
• Parallel- und Folgereaktionen mit und ohne Vorgleichgewicht
• Quasistationarität
• Kettenreaktionen
• homogene und heterogene Katalyse
• Zusammenhang Thermodynamik-Kinetik
Transportvorgänge
• Diffusion in Gasen
• Flüssigkeiten und Festkörpern
• Fick’sche Gesetze
• Wärmeleitung und Fourier’sches Gesetz
• innere Reibung und Newton’sches Gesetz
• Transportkoeffizienten
Teilnahme-
voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
Vorlesung (max. 100 Stud.) 2 30
Übungen (max. 100 Stud.) 2 30
Vor- und Nachbereitung 60
Klausurvorbereitung 30
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme Das Erreichen von 50% der Punkte aus den
Übungen ist Voraussetzung für die Zulassung zur
Klausur
Sonstiges Literatur:
Standardlehrbücher der Physikalischen Chemie, z.B.
P. W. Atkins, J. de Paula, Physikalische Chemie,
G. Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Physikalische Chemie II - Thermodynamik
(Wahlpflichmodul und WP im Polyvalenzbereich)
Modulnummer
BChLA 6.1.1
Workload
150 h
Umfang
5 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
SS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. U. Kubitschek
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie (BCh 2.3)
Wahlpflicht 6. Sem.
Lernziele Die Studierenden erlangen ein grundlegendes theoretisches Verständnis der chemischen Thermodynamik und beherrschen deren Anwendung auf chemische Reaktions- und Phasengleichgewichte.
Schlüssel-
kompetenzen
Die Studierenden können thermodynamische und thermochemische
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.
Inhalte Der erste und zweite Hauptsatz
• Thermodynamische Systeme
• Begriffe Arbeit und Wärme sowie innere Energie und Enthalpie
• isotherme, adiabatische und isobare Zustandsänderungen
• reversible und irreversible Zustandsänderungen
• Wärmekapazitäten
• ideale und reale Gase
• Joule-Thomson-Effekt
• Thermochemie und Heß’scher Satz
Der zweite und dritte Hauptsatz
• Richtung spontaner Prozesse
• Kreisprozesse
• Entropie und ihre statistische Deutung
• Mischungsentropie und Reaktionsentropie
• Nernst’sches Wärmetheorem
Hilfsfunktionen und Gleichgewichtsbedingungen
• Helmholtz-Energie und Gibbs-Energie
• partielle molare Größen
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
• chemisches Potential und seine Temperatur- und
Druckabhängigkeit
Phasengleichgewichte
• Phasenübergänge in Einkomponentensystemen
• Clausius-Clapeyron-Gleichung
• Gibbs’sche Phasenregel und Phasendiagramme
• Phasenübergänge in Mehrkomponentensystem
• Raoult’sches und Henry’sches Gesetz
• ideale und reale Lösungen
• Dampfdruckerniedrigung, Siedepunktserhöhung,
Gefrierpunktserniedrigung
• osmotischer Druck
Reaktionsgleichgewichte
• Thermochemie
• Massenwirkungsgesetz
• homogene und heterogene Gleichgewichte
• Gleichgewichtskonstante und ihre Temperatur- und
Druckabhängigkeit
Teilnahme-
voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
Vorlesung (max. 100 Stud.) 2 30
Übungen (max. 100 Stud.) 2 30
Vor- und Nachbereitung 60
Klausurvorbereitung 30
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme Das Erreichen von 50% der Punkte aus den
Übungen ist Voraussetzung für die Zulassung zur
Klausur
Sonstiges Literatur:
Standardlehrbücher der Physikalischen Chemie, z.B.
P. W. Atkins, J. de Paula, Physikalische Chemie,
G. Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Physikalische Chemie IV - Spektroskopie
(Wahlpflichmodul und WP im Polyvalenzbereich)
Modulnummer
BChLA 6.1.2
Workload
150 h
Umfang
5 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
SS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. P. Vöhringer
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie (BCh 4.3)
Wahlpflicht 6. Sem.
Lernziele Die Studierenden erlangen die grundlegenden Kenntnisse über
spektroskopische Methoden zum Nachweis und zur Charakterisierung von
Atomen und Molekülen.
Schlüssel-
kompetenzen
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
• Eigenschaften von elektromagnetischer Strahlung
• Spektralbereiche
• Materie-Feld-Wechselwirkung
• instrumentelle Techniken
Atomspektroskopie
• Termschema von Wasserstoff und Mehrelektronenatomen
• Atomabsorptions- und Emissionsspektroskopie
• Auswahlregeln
Rotationsspektroskopie
• Rotationsstruktur von linearen und nichtlinearen Molekülen
• Rotationsübergänge und Auswahlregeln
• Mikrowellenspektrometer
Schwingungsspektroskopie
• Schwingungsstruktur von zwei und mehratomigen Molekülen
• harmonischer und anharmonischer Oszillator
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
• Normalmoden
• Infrarotspektrometer und Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie
• Lichtstreuung und Raman-Spektroskopie
• Rotations-Schwingungsübergänge
• Infrarot- und Raman-Auswahlregeln
Elektronenanregungen
• UV-VIS-Spektroskopie und Spektrometer
• Franck-Condon-Prinzip
• Elektronische Absorptions- und Fluoreszenzspektroskopie
• Schwingungsprogression
• photoinduzierte Elementarprozesse
• zeitaufgelöste Spektroskopie
Elektronenspektroskopie
• Photoelektronenspektroskopie
• Elektronenverlust-Spektroskopie
• Elektronenbeugung
Teilnahme-
voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
Vorlesung (max. 100 Stud.) 2 30
Übungen (max. 100 Stud.) 2 30
Vor- und Nachbereitung 60
Klausurvorbereitung 30
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme Das Erreichen von 50% der Punkte aus den
Übungen ist Voraussetzung für die Zulassung zur
Klausur
Sonstiges Literatur:
Standardlehrbücher der Physikalischen Chemie, z.B.
P. W. Atkins, J. de Paula, Physikalische Chemie,
G. Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Theoretische Chemie II (Quantenchemie)
(Wahlpflichtbereich und Modul im Polyvalenzbereich)
Modulnummer
BChLA 6.1.3
Workload
150 h
Umfang
5 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
SS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. Th. Bredow
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie (BCh 4.4)
Wahlpflicht 6. Sem.
Lernziele Die Studierenden erlernen die elementaren Ideen der Quantenchemie und
erwerben so das Verständnis für viele chemische Konzepte. Die Studierenden
erlernen dabei die Grundlagen der Quantenmechanik bis hin zur
quantenchemischen Beschreibung von Vielteilchensystemen.
Schlüsselkompete
nzen
Die Studierenden können die erworbenen Kenntnisse als Basis für
tiefergehende Veranstaltungen in der Theoretischen und der Physikalischen
Chemie nutzen.
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
• Grundzüge der klassischen Mechanik (Hamilton, Lagrange)
• Beschreibung der Materie auf atomarem Maßstab
• Welle-Teilchen-Dualismus, Unschärferelation und
Doppelspaltexperimente
Axiome der Quantenmechanik
• Schrödingergleichung, Hamiltonoperator, Wellenfunktion
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
• Operatoren, Eigenwerte und Eigenfunktionen, Erwartungswerte
Exakt lösbare Probleme
• Freies Teilchen und Teilchen im Kasten (Translation)
• Harmonischer Oszillator (Vibration)
• Starrer Rotator (Rotation)
• H-Atom (Elektronische Zustände)
Atome und Moleküle
• He-Atom: Orbitale, Spin, Pauli-Prinzip, Slater-Determinante,
Korrelations-Energie
• Born-Oppenheimer-Näherung
• Kern-Schrödinger-Gleichung, Schwingungen
• Elektronische Schrödinger-Gleichung, Grundlagen der MO-Theorie,
LCAO-Ansatz, Grundlagen der VB-Theorie
• Hückel-Theorie, Hückel-Regel
Teilnahme-
voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 2 30
Vor- und Nachbereitung 15
2 Übungen (max. 30 Stud.) 2 30
Vor- und Nachbereitung 15
Klausurvorbereitung 60
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme
Sonstiges Literatur:
Joachim Reinhold, Quantentheorie der Moleküle, 2. Auflage, Teubner
Stuttgart 2004 (ISBN 3-519-13525-6)
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Wahlpflichtpraktikum Organische Chemie
(Wahlpflichtbereich und Modul im Polyvalenzbereich)
Modulnummer
BChLA 6.1.4
Workload
360 h
Umfang
12 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
SS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. S. Höger
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Organische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie (BCh 6.1.1)
Wahlpflicht 6. Sem.
Lernziele und
Schlüssel-
kompetenzen
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 Aufbauend auf den Modulen BChLA 3.2, 4.1, 4.2 und 5.2.1 bietet dieses
Modul den an der organischen Chemie besonders interessierten
Studierenden die Möglichkeit, ihre Kenntnisse um die grundlegenden
präparativen und analytischen Arbeitstechniken im organisch-chemischen
Labor auszubauen und sich mit weiteren präparativen Techniken und
Analysentechniken grundlegend vertraut zu machen, die in den
verschiedenen Arbeitsgruppen verwendet werden. Anhand der
Durchführung von einfacheren organischen Reaktionen aus den Bereichen
der grundlegenden Reaktionen, die im Grundpraktikum (BChLA 4.1) nicht
behandelt wurden, sollen die praktischen Fähigkeiten hinsichtlich der
grundlegenden Techniken weiter geschult werden. Zusätzlich sollen weitere
Techniken, die in den einzelnen Arbeitsgruppen schwerpunktmäßig zum
Einsatz kommen, wie z. B. die Dünnschichtchromatographie und die
Säulenchromatographie, die Fest-flüssig-Extraktion, die
Hochvakuumdestillation, die Rektifikation, einfache Arbeiten unter Schutzgas
oder die Durchführung einer organischen Analyse eines Gemisches aus
mehreren Substanzen unter Anwendung der bislang erlernten Trenn- und
analytischen Charakterisierungsverfahren grundlegend erlernt werden. Zur
Charakterisierung der dargestellten Verbindungen soll neben dem im ersten
Teil des Grundpraktikums erlernten Methoden zur Bestimmung von
physikalischen Daten und der Aufnahme und Auswertung von IR-Spektren
insbesondere auch die NMR-Spektroskopie dienen. Alternativ können je
nach thematischer Ausrichtung der einzelnen Arbeitsgruppen bzw. einzelner
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Projekte auch massenspektrometrische und spektroskopische oder andere
analytische Techniken im Mittelpunkt der praktischen Arbeit stehen. Im
Seminar sollen die Studierenden wichtige fortgeschrittene
Synthesemethoden vorstellen. Prinzipiell dient dieses Modul so der
Vorbereitung auf eine Bachelor-Arbeit in diesen Bereichen.
Teilnahme-
voraussetzungen
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%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme Voraussetzung für die Teilnahme an der Prüfung ist
die aktive Teilnahme am Seminar und dem
Praktikum, die Anfertigung aller schriftlichen
Versuchsprotokolle, ein Vortrag (unbenotet).
Sonstiges Literatur:
Joachim Reinhold, Quantentheorie der Moleküle, 2. Auflage, Teubner
Stuttgart 2004 (ISBN 3-519-13525-6)
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Wahlpflichtpraktikum Anorganische Molekülchemie
(Wahlpflichtbereich und Modul im Polyvalenzbereich)
Modulnummer
BChLA 6.1.5
Workload
360 h
Umfang
12 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
SS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. A. Filippou
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie (BCh 6.1.2)
Wahlpflicht 6. Sem.
Lernziele und
Schlüssel-
kompetenzen
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,
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
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
Teilnahme-
voraussetzungen
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.) 2 30
Vor- und Nachbereitung 30
2 Praktikum (max. 20 Stud.) 13 180
Vor- und Nachbereitung 90
Prüfungsvorbereitung 30
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Mündliche Prüfung (max. 45 Minuten) 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme Voraussetzung für die Teilnahme an der Prüfung ist
die aktive Teilnahme am Seminar, der erfolgreiche
Abschluss des Praktikums und Anfertigung der
schriftlichen Versuchsprotokolle.
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: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Wahlpflichtpraktikum Festkörperchemie und Materialien
(Wahlpflichtbereich und Modul im Polyvalenzbereich)
Modulnummer
BChLA 6.1.6
Workload
360 h
Umfang
12 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
SS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. W. Mader
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie (BCh 6.1.3)
Wahlpflicht 6. Sem.
Lernziele und
Schlüssel-
kompetenzen
Ziel des Moduls ist es, aufbauend auf den Modulen BChLA 2.1 und 3.1, den
Studierenden Grundlagen festkörperchemischer Arbeitstechniken und die
Eigenschaften anorganischer 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 Fertigkeiten
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 Darstellung von Oxiden durch keramische Pulvermethoden,
aus aktiven Vorläuferverbindungen oder über Sol-Gel-Verfahren, sollen die
Syntheseplanung (Temperaturen, Tiegelmaterialien) und die
Synthesekontrolle z.B. durch Pulverdiffraktometrie erlernt werden. Weitere
Arbeitstechniken wie die Durchführung von Fest-Gas-Reaktionen, der
chemische Transport und der Einsatz von Mikrowellen in der Synthese
ergänzen das Repertoire. 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 Charakterisierung
sollen neben der Pulverdiffraktometrie weitere Messmethoden wie
magnetische 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-
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
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 Bachelor-Arbeit
in diesen Bereichen.
Teilnahme-
voraussetzungen
bestandenes Modul BChLA 5.1.2 (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%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme Voraussetzung für die Teilnahme an der Prüfung ist
die aktive Teilnahme am Seminar, der erfolgreiche
Abschluß des Praktikums und Anfertigung der
schriftlichen Versuchsprotokolle.
Sonstiges Literatur:
A.R. West, Festkörperchemie, VCH-Verlag, Weinheim. Smart/Moore, Solid
State Chemistry, Taylor & Francis, 2005.
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Wahlpflichtpraktikum Biochemie
(Wahlpflichtbereich und Modul im Polyvalenzbereich)
Modulnummer
BChLA 6.1.7
Workload
360 h
Umfang
12 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
SS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. C. Thiele
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
LIMES
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie (BCh 6.1.4)
Wahlpflicht 6. Sem.
Lernziele und
Schlüssel-
kompetenzen
Ziel der Veranstaltung ist, dass die Studierenden aufbauend auf
biochemischem Grundwissen einen Überblick über die wichtigsten Klassen
von Biomolekülen sowie deren Aufbau- und Abbauwege erwerben.
Weiterhin erwerben die Studierenden die molekularbiologischen Grundlagen
der Weitergabe und Expression der genetischen Information. Im praktischen
Teil erwerben die Studierenden grundlegende Kenntnisse des
experimentellen Umgangs mit Makromolekülen biochemischer Systeme.
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
• 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.
• Lipidstoffwechsel und Membranen
• Stoffwechsel der Fettsäuren, einschließlich Bildung von
Prostaglandinen, Thromboxanen und Leukotrienen; Hormonelle
Regulation der Lipolyse, Lipid- und Fettsäuretransport über
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
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
• Biosynthese und Abbau von Nucleotiden
• IMP, AMP, GMP, Orotsäure, UMP, CTP; Neusynthese, salvage-
pathway, Abbau und Regulation; Deoxynucleosiddiphosphate und
TTP; Erbkrankheiten; Bildung von NAD+, CoA, FAD).
Informationsübertragung in Makromolekülen
• DNA-Strukturen und Replikation
• mRNA und Transkription
• Genetischer Code
• Proteinbiosynthese
• Eukaryontische Chromosomen
• Posttranslationale Modifikation von Proteinen, Intrazellulärer
Transport
Blockversuche
• Agarose-Gelelektrophorese von DNA, PCR
• Polyacrylamid-Gelelektrophorese von Proteinen
• Radioimmuno-Assay
• Lipidanalyse aus Geweben von Probanden und Gangliosidose-
Patienten
• Techniken zur Proteintrennung (Ionenaustausch-, Gelpermeations-
Chromatographie und Ultrazentrifugation)
• Enzymkinetik
• Photometrie
• Fluorimetrie, Resonanzenergie-Transfer #
Wochenversuche aus aktuellen Forschungsgebieten
Teilnahme-
voraussetzungen
bestandenes Modul BChLA 5.1.4 (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
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Vor- und Nachbereitung 15
Prüfungsvorbereitung 45
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Klausur (90 Minuten) 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme Voraussetzung zur Teilnahme an der
Abschlußprüfung sind aktive Teilnahme am
Seminar, Sicherheitsbelehrung und Praktikum, ein
bestandenes Eingangskolloquium zu jedem
Versuch sowie die erfolgreiche Anfertigung aller
schriftlichen Versuchsprotokolle.
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: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Wahlpflichtpraktikum Computational Chemistry
(Wahlpflichtbereich und Modul im Polyvalenzbereich)
Modulnummer
BChLA 6.1.8
Workload
360 h
Umfang
12 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
SS
Modulbeauftragte
r Prof. Dr. T. Bredow
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt
Bachelor of Science Chemie (BCh 6.1.7)
Wahlpflicht 6. Sem.
Lernziele und
Schlüssel-
kompetenzen
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.
• Einführung in gängige Betriebssysteme (Linux) Programmpakete
(ORCA, MSINDO)
• Konstruktion von Molekülen (graphische Konstruktion, Z-Matrizen)
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
• Einführung in die Durchführung und Analyse von Hartree-Fock und
DFT Rechnungen (Gesamtenergie, Orbitalenergien, Gesamt-
Elektronendichten, Populationsanalyse)
• Geometrieoptimierung und Vergleich der Energien von Isomeren.
• Energetik (Reaktionsenergien, Bindungsenergien,
Atomisierungsenergie)
• Kinetik (Berechnung von Übergangszuständen und kinetischen
Isotopeneffekten)
Teilnahme-
voraussetzungen
Erfolgreiche Teilnahme an den Modulen BChLA 5.2.5 (ThC I) und BChLA 6.1.3
(ThC II)
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
1 Vorlesung (max. 20 Stud.) 2,7 40
Vor- und Nachbereitung 40
2 Praktikum (max. 20 Stud.) 9,3 140
Vor- und Nachbereitung 100
Vortrag und Protokoll 40
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Abschlussvortrag
Protokoll
30%
70%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteilnahme Voraussetzung zur Teilnahme an der
Abschlußprüfung sind aktive Teilnahme am
Seminar und Praktikum.
Sonstiges Literatur:
F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry, John-Wiley & Sons,
1999 C. Cramer, Essentials of Computational Chemistry, Wiley, 2004
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachwissenschaft für das Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Bachelor of Science-Arbeit
Modulnummer
Workload
Umfang
12 LP
Dauer Modul
1 Semester
Turnus
WS und SS
Modulbeauftragte
r Der vom Studierenden gewählte Betreuer
Anbietendes
Institut (ggf. Abt.)
Fachgruppe Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-
semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt Pflicht 6. Sem.
Lernziele und
Schlüsselkompe-
tenzen
Mit der Anfertigung der Bachelor-Arbeit soll der Studierende zeigen, daß er
innerhalb des Zeitrahmens von drei Monaten mit dem im
vorangegangenen Studium erworbenen Wissen einen wissenschaftlichen
Befund erheben und darstellen kann. Eigene Resultate sollen in
angemessener Weise einbezogen, diskutiert und bewertet werden.
Inhalte Experimentelle oder theoretische Arbeit mit Berücksichtigung des aktuellen
Literaturstands, Auswertung von Messergebnissen und Berechnungen und
schriftlicher Dokumentation
Die Themen zur Bachelor-Arbeit werden von dem Hochschullehrer
ausgegeben, den sich der Studierende als Betreuer gewählt hat.
Teilnahme-
voraussetzungen
Erwerb von 41 Leistungspunkten im Bachelor-Studiengang Chemie Lehramt
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h]
Eigenständige Arbeit 12 Wochen 360
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Schriftliche Arbeit 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur
Prüfungsteil-nahme
Sonstiges
Stand: 18.06.2012
Modulbeschreibung Fachdidaktik im Lehramtsfach CHEMIE
Studiengang Bachelor of Science Chemie Lehramt (BChLA)
fachdidaktisches Pflichtmodul
Stand: 08.05.2012
Modulbeschreibung Fachdidaktik im Lehramtsfach CHEMIE
Modul: Grundlagen der Chemiedidaktik (Begleitveranstaltung zum Orientierungspraktikum)
Modulnummer BChLA 2.2
Workload 90 h
Umfang 3 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus SS
Modulbeauftragter N.N.
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-semester
des Moduls Bachelor of Science Chemie Lehramt Pflicht 2. Sem.
Lernziele und Schlüsselkompe-tenzen
Die Studierenden beherrschen die grundlegenden Kompetenzen und Standards für die Ausbildung im Fach Chemie. Dazu gehören neben Unterrichten, Leistung messen und beurteilen sowie Diagnostizieren und Fördern auch erste Erfahrungen mit dem Erziehen von Schülern, deren Beratung sowie das Organisieren und Verwalten im Rahmen der schulischen Arbeit.
Inhalte Das Modul dient der Vor- bzw. Nachbereitung des Orientierungspraktikums und des außerschulischen Berufsfeldpraktikums. Es soll in die Grundlagen der Vermittlung chemischen Wissens und der Fachdidaktik Chemie einführen. Dabei sollen die nachfolgenden Themen behandelt werden. Geschichte und Philosophie der Naturwissenschaften
• Reflexion über Erkenntnisprozesse und Erkenntnismöglichkeiten in den Naturwissenschaften
• historische Entwicklung des Fachs, Ideengeschichte chemisch-naturwissenschaftlicher Theorien
• Konsequenzen für die Konzeption von naturwissenschaftlichem Unterricht (z. B. forschend-entwickelndes Unterrichtsverfahren, problemorientiertes Unterrichtsverfahren)
Warum Chemie als Unterrichtsfach an der Schule • Selbstverständnis und Bildungsauftrag einer Naturwissenschaft • Erziehungsauftrag im Chemieunterricht • gesellschaftliche und volkswirtschaftliche Bedeutung der Chemie
Aufgaben und Bedeutung der Fachdidaktik Chemie • Warum besteht die Notwendigkeit zur fachdidaktischen Ausbildung
(Spannungsfeld Fachdidaktik - Fachwissenschaft) • Stellung der fachdidaktischen Ausbildung in Chemie im Vergleich zu jener
in anderen Naturwissenschaften; welche Besonderheiten sind zu beachten?
• Gegenstände fachdidaktischer Forschung, z. B. die fachdidaktische Bedeutung von Experimenten, Untersuchung von missconceptions (z. B. Phlogistontheorie) als Lernhindernisse, Kompetenzmodelle
• fachdidaktische Ansätze zur Planung von Unterricht, z. B. Chemie im Kontext
Verständnis von Lernen und Konsequenzen für die Gestaltung von Unterricht
• Moderne Lerntheorie • Konstruktivismus (u. a. Alltagwissen vs. Fachwissen) • Nationale und Internationale Vergleichsstudien • Aufbau von Curricula (national und international) • Kompetenzbereiche und Kompetenzstufen • Kompetenzorientierter Unterricht und kompetenzorientierte
Prüfungsaufgaben • Fachdidaktische Bedeutung von Basiskonzepten
Einführung in praktische Aspekte des Unterrichtens
Stand: 08.05.2012
Modulbeschreibung Fachdidaktik im Lehramtsfach CHEMIE
• Unterrichtsplanung (fachliche, didaktische und pädagogische Basis) • verschiedene Unterrichtsformen kennenlernen • Unterricht reflektieren und auswerten • sach- und adressatengerechter Einsatz neuer Medien im Unterricht • Planen und Strukturieren von Unterricht ("von der Unterrichtsstunde zur
Unterrichtsreihe") • Forschend entwickelnde Unterrichtsverfahren (Problem, Hypothese,
Versuchsplanung, Durchführung, Auswertung, Verfeinerung der Hypothese)
Teilnahme-voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h] Vorlesung (max. 30 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 30 Prüfungsvorbereitung 30 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Aktive Teilnahme, z.B. Referat 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteil-nahme
regelmäßige Teilnahme
Sonstiges
Stand: 08.05.2012
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