Bachelor-Studiengang Chemie - chemie.uni-kl.de · GM 20 Technische Chemie 4 3 4 3 Wahlpflichtpraktikum 6 8 Wahlpflichtmodul I Toxikologie / Wissenschaft* 6 4 Wahlmodule ... Impuls,

Chemie CHEMIE

Technische Universität Kaiserslautern

– Fachbereich Chemie –

Modulhandbuch

für den

Bachelor-Studiengang Chemie

Beschlossen vom Fachbereichsrat des Fachbereichs Chemie am 18. Februar 2010

Zuletzt geändert durch Beschluss des Fachbereichsrats des Fachbereichs Chemie vom 16.04. 2012

Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Chemie Seite 2 von 71 Fachbereich Chemie/ TU KL

INHALTSVERZEICHNIS

Studienverlaufsplan (Beginn Wintersemester) 3

Studienverlaufsplan (Beginn Sommersemester) 4

Grundmodul 1: Mathematik 5

Grundmodul 2 Physik 7

Grundmodul 3: Biologie 9

Grundmodul 4: Allgemeine und anorganische Experimentalchemie 11

Grundmodul 5: Analytische Chemie 13

Grundmodul 6: Anorganische Chemie I 15

Grundmodul 7: Anorganische Chemie II 17

Grundmodul 8: Anorganische Chemie III 19

Grundmodul 9: Organische Chemie I 21

Grundmodul 10: Organische Chemie II 23

Grundmodul 11: Organische Chemie III 25

Grundmodul 12: Organische Chemie IV 27

Grundmodul 13: Physikalische Chemie I 29

Grundmodul 14: Physikalische Chemie II 31

Grundmodul 15: Physikalische Chemie III 33

Grundmodul 16: Physikalische Chemie IV 35

Grundmodul 17: Physikalische Chemie V 37

Grundmodul 18: Physikalische Chemie VI 39

Grundmodul 19: Biochemie 41

Grundmodul 20: Technische Chemie 43

Wahlpflichtmodul: Grundpraktikum Biochemie 45

Wahlpflichtmodul: Grundpraktikum in Technischer Chemie 47

Wahlpflichtmodul: Grundpraktikum in Theoretischer Chemie 49

Wahlpflichtmodul: Toxikologie/ Wissen 53

Bachelor-Abschlussarbeit 55

Verschiedene Wahlmodule 57


Studienverlaufsplan mit Studienbeginn im Wintersemester

Modul 1. Sem 2. Sem 3. Sem 4. Sem 5. Sem 6. Sem

LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS

GM 01 Mathematik 5 4 5 4

GM 02 Physik 4 3 6 6

GM 03 Biologie 3 2

GM 04 Allg. u. Anorg. Experimental Chemie

10 7

GM 05 Analytische Chemie 5 4

GM 06 Anorg. Chemie I 12 15

GM 07 Anorg. Chemie II 5 4

GM 08 Anorg. Chemie III 10 11

GM 09 Org. Chemie I 5 4

GM 10 Org. Chemie II 6 5

GM 11 Org. Chemie III 13 17

GM 12 Org. Chemie IV 11 13

GM 13 Physikal. Chemie I 5 4

GM 14 Physikal. Chemie II 5 4

GM 15 Physikal. Chemie III 9 13

GM 16 Physikal. Chemie IV 5 4

GM 17 Physikal. Chemie V 5 4

GM 18 Physikal. Chemie VI 6 8

GM 19 Biochemie 4 3 4 3

GM 20 Technische Chemie 4 3 4 3

Wahlpflichtpraktikum 6 8

Wahlpflichtmodul I Tox. / Wissen*

6 4

Wahlmodule** 4 3

Bachelor-Abschlussmodul 13 17

Summe 27 20 33 33 30 29 31 31 30 31 29 36

Summe LP, Summe SWS 180 180

* Wahlpflichtmodul: Toxikologie/ Wissenschaft: Neben Grundlagen aus dem Bereich der Toxikologie können die Studierenden eine Lehrveranstaltung aus dem Wahlbereich wählen. ** Wahlmodule z.B. wissenschaftliches Englisch, Grundlagen der Biostatistik, Kognitions-und Sozialpsychologie, Wissenschaftstheorie, Patentrecht oder Umweltrecht

Studienverlaufsplan mit Studienbeginn im Sommersemester


Modul 1. Sem 2. Sem 3. Sem 4. Sem 5. Sem 6. Sem

LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS

GM 01 Mathematik 5 4 5 4

GM 02 Physik 4 3 6 6

GM 03 Biologie 3 2

GM 04 Allg. u. Anorg. Experimental Chemie

10 7

GM 05 Analytische Chemie 5 4

GM 06 Anorg. Chemie I 12 15

GM 07 Anorg. Chemie II 5 4

GM 08 Anorg. Chemie III 10 11

GM 09 Org. Chemie I 5 4

GM 10 Org. Chemie II 6 5

GM 11 Org. Chemie III 13 17

GM 12 Org. Chemie IV 11 13

GM 13 Physikal. Chemie I 5 4

GM 14 Physikal. Chemie II 5 4

GM 15 Physikal. Chemie III 9 13

GM 16 Physikal. Chemie IV 5 4

GM 17 Physikal. Chemie V 5 4

GM 18 Physikal. Chemie VI 6 8

GM 19 Biochemie 4 3 4 3

GM 20 Technische Chemie 4 3 4 3

Wahlpflichtpraktikum 6 8

Wahlpflichtmodul I Toxikologie / Wissenschaft*

6 4

Wahlmodule** 4 3

Bachelor-Abschlussmodul 13 17

Summe 27 27 33 25 29 31 29 32 30 29 32 36

Summe LP, Summe SWS 180 180

* Wahlpflichtmodul: Toxikologie/ Wissenschaft: Neben Grundlagen aus dem Bereich der Toxikologie können die Studierenden eine Lehrveranstaltung aus dem Wahlbereich wählen. ** Wahlmodule z.B. wissenschaftliches Englisch, Grundlagen der Biostatistik, Kognitions-und Sozialpsychologie, Wissenschaftstheorie, Patentrecht oder Umweltrecht


Grundmodul 1: Mathematik

Kennnummer: work load Leistungspunkte nach ECTS

Studiensemester (siehe Fußnote a)

Dauer (siehe Fußnote a)

CHE-BaCh-01-M-1 300 h 10 1., 2. 2 Semester

1. Lehrveranstaltungen Kontaktzeit Selbststudium Leistungspunkte

Vorlesung: Mathematik I für Chemiker Übung dazu Vorlesung: Mathematik II für Chemiker Übung dazu

3 SWS x 15 = 45 h 1 SWS x 15 = 15 h

3 SWS x 15 = 45 h 1 SWS x 15 = 15 h

90 h

90 h

5

5

2. Lehrformen

Vorlesung;

in den Übungen werden die Themen mit beispielhaften Rechnungen vertieft.

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl der Vorlesungen und der Übungen ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt

4. Qualifikationsziele/Kompetenzen

Die Studierenden sollen ein Verständnis für grundlegende mathematische Sachverhalte erlangen und somit in der Lage sein, die erlernten mathematischen Methoden auf naturwissenschaftliche Probleme insbesondere aus dem Bereich der Chemie anzuwenden.

5. Inhalte

Vorlesung "Mathematik I für Chemiker"

1. Komplexe Zahlen 2. Vektoren, Vektorfunktionen 3. Funktionen mit mehreren Variablen 4. Partielle Ableitungen 5. Die totale Ableitung

6. Maxima und Minima für Funktionen von mehreren Veränderlichen

7. Das Riemann Integral 8. Das uneigentliche Integral 9. Vektorfelder, Kurvenintegral 10. Matrizen, Determinanten

Vorlesung "Mathematik II für Chemiker"

1. Lineare Algebra im IRn 2. Zweifachintegration 3. Dreifachintegration 4. Der Transformationssatz 5. Folgen

6. Potenzreihen 7. Fourierreihen 8. Gewöhnliche Differentialgleichungen 9. Partielle Differentialgleichungen

6. Verwendbarkeit des Moduls

Pflichtmodul im Bachelor-Studiengang Chemie

7. Teilnahmevoraussetzungen

Keine

8. Prüfung

2 Teilklausuren im Anschluss an die beiden Vorlesungen; Dauer je 60-180 Minuten

9. Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

Beide Teilklausuren müssen bestanden sein (Note mindestens 4,0).

Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Chemie Seite 6 von 71 Fachbereich Chemie/ TU KL 10. Ermittlung der Modulnote

Die Modulnote wird aus dem Mittelwert der Noten der beiden Teilklausuren gebildet.

11. Häufigkeit des Angebots

Beide Vorlesungen (inkl. der begleitenden Übungen) werden sowohl im Sommer- als auch im Wintersemester angeboten.

12. Modulbeauftragter

Dr. T. Fattler, FB Mathematik, TU Kaiserslautern

13. Sonstige Informationen

Zur Auffrischung der Kenntnisse in Schulmathematik wird der Besuch eines Studien-Vorkurses in Mathematik empfohlen.

Literaturempfehlung: Götz Brunner: Mathematik für Chemiker I Mathematik für Chemiker II Lothar Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 1 Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2 Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 3 Notker Rösch: Mathematik für Chemiker: Eine Einführung Hans Heiner Storrer: Einführung in die mathematische Behandlung der Naturwissenschaften Band 1

a) Die Angaben im Modulhandbuch zu den Studiensemestern beziehen sich auf die im Anhang (des Modulhandbuches) empfoh-lene chronologische Struktur des Bachelor-Studiengangs für Studierende, die das Studium im Wintersemester beginnen. Studien-anfängern im Sommersemester wird ein davon abweichender Studienplan empfohlen (s. Anhang).


Grundmodul 2: Physik




CHE- BaCh -02-M-1 300 h 10 1., 2. 2 Semester


Vorlesung „Experimentalphysik für Chemiker I“ Übung dazu Vorlesung „Experimentalphysik für Chemiker II“ Übung dazu Praktikum Experimentalphysik für Chemiker I und II

2 SWS x 15 = 30 h 1 SWS x 15 = 15 h

2 SWS x 15 = 30 h 1 SWS x 15 = 15 h3

SWS x 15 = 45 h

165 h

8

2

2. Lehrformen

Vorlesung: Die Lehre erfolgt unter Einsatz moderner multimedialer Lehrkomponenten in Kombination mit klassischen Live-Experimenten (Top-down-Ansatz) sowie Bereitstellung von Zusatzmaterialien (Filme, Artikel, Herleitungen, Quellen) Im Blockpraktikum: Eigenständige Durchführung von grundlegenden Experimenten sowie deren Versuchsauswertung

3. Gruppengröße

Vorlesung: Maximale Hörerzahl: Fassungsvermögen des Hörsaals 46/215 Übungen: max. 42 pro Übungsgruppe Im Blockpraktikum: 2-4


Die Studierenden sollen ein grundlegendes Verständnis physikalisch-naturwissenschaftlicher Konzepte erwerben. Sie sollen in die Lage versetzt werden, zur Lösung chemischer Probleme diese auch mit physikalisch motivierten Arbeits- und Denkprozessen zu durchdringen. Die Befähigung zur erfolgreichen interdisziplinären Zusammenarbeit mit Physikern und Materialwissenschaftlern in einem zukünftigen modernen Berufsfeld, soll so erleichtert werden.


5. Inhalte

Grundlagen der Experimentalphysik mit direktem Bezug zur Chemie (und Biologie): Mechanik:

Bewegungsgleichungen (linear Bewegungen und Rotation von Massepunkten und ausgedehnten Körpern)

Newtonsche Mechanik

KS-Systeme und Begriff des Inertialsystem

Offene/Geschlossene Systeme

-Gravitation und Schwerkraft

Kräfte, in ruhenden und beschleunigten Systemen, Kräftediagramm diverser Systeme

Arbeit, Leistung, kinetische und potenzielle Energie sowie Energieerhaltungsatz

Feldbegriff und Gradient

Impuls, Impulserhaltung und Impuls-Kraft-Bezug, Drehimpuls und Trägheitsmoment, Kreiselsysteme

Stoßgesetze incl. Wirkungsquerschnitt

Drehmoment, Hebelgesetz, Gleichgewichtsbedingung

Reibung, Zug-, Druck-, Scherkräfte fester Körper

Oberflächen- und Grenzflächenspannung

Hydro- und Aerodynamik

ungedämpfte, gedämpfte, erzwungene und gekoppelte Schwingungen

Wellenbegriff, verschiedene Formen von Wellen, Reflexion von Wellen Wärmelehre:

-Zustandsgleichung idealer und realer Gase

-kinetische Gastheorie, Boltzmannscher Gleichverteilungssatz undTransportprozesse (Diffusion, Osmose)

Wärmetransport, Wärmekapazität und 1. Hauptsatz der Thermodynamik (Energieerhaltungssatz)

Entropie (2. Hauptsatz), Phasendiagramme und Siedepunktserhöhung sowie Schmelzpunkterniedrigung Elektrizitätslehre:

-Elektrostatik, Coulomb-Gesetz undelektrisches Feld, elektrischer Fluss

el. Potenzial, el. Spannung, Dipolmoment , Dielektrika sowie Kondensator

elektrischer Strom, el. Leistung, Joulesche Wärme und Kirchhoff‘sche Regeln

Widerstand, ohmsches Gesetz undLeitfähigkeit

-Bändermodell (Leiter, Halbleiter, Isolator)Strom- und Spannungsquellen (Generator, galvanische Zellen, Brennstoffzelle, Kontaktspannung)

Magnetostatik, magnetisches Feld, magnetischer Fluss undmagnetische Kräfte (Kraftwirkung im Magnetfeld)

Gesetz von Biot-Savart, Amperesches Durchflutungsgesetz und Lorentzkraft

Massenspektrometrie, Hall-Effekt, Wien-Filter, Materie im Magnetfeld, Dia-, Para- und Ferromagnetismus

Magnetodynamik, , Faradaysches Induktionsgesetz Lenz’sche Regel, Spulen , Trafo und Wechselstrom

elektrische Schaltkreise und Geräte bei Gleich- und Wechselstrom, Schwingkreise

Maxwellgleichungen, elektromagnetische Strahlung, Hertz’scher Dipol, Durchflutungsgesetz, und Spektrum elektromagnet. Strahlung ( IR, UV/Sichtbar, Röntgenstrahlung)

Optik:

-geometrische Optik, Huygenssches Prinzip und Brechnungsgesetz, DK

Spiegel, Hohlspiegel, Prisma, Linsesysteme, Auge, Lupe, Fernrohr und Mikroskop, Linsenfehler

Interferenz und Holographie, Beugung, Streuung und Polarisation und Auflösungsvermögen

-Wechselwirkung von Strahlung mit Materie Zu dem oben genannten Lehrstoff werden im Rahmen des Blockpraktikums ausgewählte Versuche (+ Fehlerdiskussion) durchgeführt, wobei die Versuche zu etwa gleichen Teilen aus den Gebieten Mechanik, Optik, Wärmelehre sowie Elektrizitätslehre und Magnetismus stammen




Keine

8. Prüfung

Abschlussklausur; Dauer: 180 Minuten


Bestandene Abschlussklausur (Note mindestens 4,0)


10. Stellenwert der Note in der Endnote

Die Modulnote ergibt sich aus der Note der Abschlussklausur. Alle Praktikumsversuche müssen bestanden sein.


Einmal jährlich: Experimentalphysik für Chemiker I im Wintersemester Experimentalphysik für Chemiker II im Sommersemester Praktikum: 1x jährlich als Blockpraktikum im Sommersemester


Dr. S. Lach, Fachbereich Physik der TU Kaiserslautern

13. Sonstige Informationen:

Vorlesungsmaterialien, aktuelle Infos und die jeweiligen neuen Skriptfragmente sowie die Übungsblätter werden über das Internet (Homepage) zur Verfügung gestellt (pdf) und ständig aktualisiert. Es wird somit die schnelle Nachbereitung und Vertiefung des in der Vorlesung vermittelten Stoffes ermöglicht und eine umgehende Information bezüglich organisatorischer Abläufe gewährleistet. Empfohlene Lehrbücher: • D. Meschede (Hrg.): Gehrtsen Physik (Springer, 2006, ISBN 978-3540254218) • P. A. Tippler: Physik (Spektrum Akademischer Verlag, 2000, ISBN 978-3860251225) • Halliday, Resnick, Walker: Halliday Physik Bachelor Edition Wiley-VCH, 2007, ISBN 978-3-527-40746-0



Grundmodul 3: Biologie




CHE- BaCh -03-M-1 90h 3 1. 1 Semester


Vorlesung: Zellbiologie 1 2 SWS x 15 = 30 h 60 h 3

2. Lehrformen

Die Lehre erfolgt unter Einsatz moderner elektronischer Medien in Kombination mit klassischen Lehrmitteln. Informationsmaterialien werden über das Internet bzw. auf Wunsch als Kopievorlagen zur Verfügung gestellt und ermöglichen die Vor- und Nachbereitung und Vertiefung des vermittelten Stoffes.

3. Gruppengröße

Maximale Hörerzahl: Fassungsvermögen des Hörsaals


Die Studierenden sollen Grundkenntnisse der Zellbiologie erwerben. Diese Kenntnisse ermöglichen wichtige Quervernetzungen zu stärker auf molekulare Vorgänge ausgerichteten Lehrveranstaltungen aus dem Gebiet der Lebenswissenschaften.

5. Inhalte

Einführung – Pro-/Eukaryonten – Entstehung des Lebens – Evolution der Zelle

Chemische Grundbausteine des Lebens: Kohlenhydrate, Proteine, Lipide und Nukleinsäuren

Membranstruktur – Proteine und Lipide. Prinzip der zellulären Kompartimentierung

Das Zytosol. Der Zellkern, DNA als Träger der genetischen Information. Genstruktur. Verpackung der DNA. Histonmodifikation. Epigenetik

Ribosomen, Proteinsynthese, Proteinfaltung, Proteinmodifikation, Proteinabbau, Proteasom. Die Kompartimente des secretory pathway: ER, Golgi, Lysosomen, Endosomen, Sekretion, Endo- und Exozytose. Autophagozytose

Formen zellulärer Energie, Energiemetabolismus, Bedeutung von ATP und NADH, Funktion von Enzymen, Regulation von Enzymaktivität und –expression

Mitochondrien und Chloroplasten

Elemente des Zytoskeletts, Muskelkontraktion, Motilität, axonaler Transport. Extrazelluläre Matrix. Zell-Zell-Kontakte. Gewebestruktur

Zellzyklus, Mitose, Meiose, Onkogenese, Apoptose

Interzelluläre Kommunikation, Signaltransduktion

Methoden der Zellbiologie

Modellsysteme der Zellbiologie


Pflichtmodul im Bachelor- Studiengang Chemie


Keine

8. Prüfung

Abschlussklausur; Dauer: 60-180 Minuten


Regelmäßige, aktive Teilnahme an den Lehrveranstaltungen; bestandene Klausur

10. Ermittlung der Modulnote

Die Modulnote entspricht der Note der Abschlussklausur


Einmal jährlich, im Wintersemester

Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Chemie Seite 11 von 71 Fachbereich Chemie/ TU KL 12. Modulbeauftragter

Prof. Dr. J. Herrmann (FB Biologie, TU Kaiserslautern)


Empfohlene Literatur: • B. Alberts, D. Bray, K. Hopkin, et al: Lehrbuch der molekularen Zellbiologie (Wiley-VCH, 2005, ISBN 978-3527311606) • T. Pollard, W. C. Earnshaw, J. Lippincott-Schwartz: Cell Biology (Spektrum Akademischer Verlag, 2007, ISBN 978-3827418616)



Grundmodul 4: Allgemeine und Anorganische Experimentalchemie

Kennnummer: work load Leistungspunkte

nach ECTS Studiensemester

(siehe Fußnote a)


CHE- BaCh -04-M-1 300 h 10 1. 1 Semester


Vorlesung: Allgemeine und Anorganische Experimental-chemie Übung dazu Seminar

4 SWS x 15 = 60 h

2 SWS x 15 = 30 h

1 SWS x 15 = 15 h

195 h 10

2. Lehrformen

Vorlesung: Vermittlung des Stoffes

Seminar: Erweiterung des Stoffes (ausgewählte Kapitel)

Übung: Vertiefung des Stoffes anhand von Fallbeispielen, Tafelübung

3. Gruppengröße

Maximale Hörerzahl: Fassungsvermögen des Hörsaals für Experimentalvorlesungen


Die Studierenden

kennen die wichtigsten Grundlagen und Konzepte der allgemeinen und anorganischen Chemie

können Konzepte der allgemeinen und anorganischen Chemie zur Lösung chemischer Aufgaben und zur Erklärung stoffchemischer Eigenschaften anwenden

kennen die wichtigsten stoffchemischen Eigenschaften der Elemente und der bedeutendsten anorganischen Verbindungen der Hauptgruppenelemente

kennen das Periodensystem und die periodischen Trends

5. Inhalte

Inhalt der Vorlesung:

Allgemeine Grundlagen: Materie, Stoff, Aggregatzustände; heterogene Gemische, homogene Stoffe, reine Stoffe, Verbindungen, Elemente; Elementbegriffe; Erhalt der Masse bei chemischen Reaktionen; Massenverhältnis der Elemente in Verbindungen, stöchiometrische Gesetze; Daltons Atomhypothese; die Molekülhypothese von Avogardo; relative Atom-Molekülmassen; Stoffmenge, das Mol, die molare Masse; absolute Atom- und Molekülmassen; Gasgesetze

Atombau: Kathodenstrahlen, Kanalstrahlen; elektrische Ladung und Ruhemasse von Elektronen; Atomradius; erste Atommodelle; Bestandteile des Atomkerns; der Massendefekt; Radioaktivität; Elektronen-Einfang, Positronen- und Neutronen-Strahlen; Stabilität von Nukliden; künstliche Nuklide; Kernspaltung; Kernfusion

Wechselwirkung zwischen Licht und Materie: Licht als elektromagnetische Welle; Lichtquanten; Emissions- und Absorptionsspektrum des Wasserstoffatoms; Röntgenspektren

Atommodelle: Bohrsches Atommodell; Schrödinger-Gleichung; die vier Quantenzahlen; der Elektronenspin

Das Periodensystem der chemischen Elemente: Formen des Periodensystems der chemischen Elemente; Element-Gruppen im Periodensystem; Aufbauprinzip des Periodensystems; periodische Eigenschaften der chemischen Elemente

Wasserstoff und Sauerstoff: Wasserstoff; Thermochemie; Sauerstoff

Die chemische Bindung: Ionenbindung (Einfache Ionengitter, Gitterenergie); Atombindung; Lewis-Formeln, Oktett-Regel; Molekülorbitalbild; Molekülorbitale durch lineare Kombination von 2s- und 2p-Atomorbitalen; Bindungslängen; Hybridisierung; Mesomerie; Riesenmoleküle und Molekül-Kristalle; Polare Atombindungen; die koordinative Bindung (dative Bindung); die metallische Bindung: van der Waals-Kräfte

Wasser: Vorkommen und Reinigung; physikalische Eigenschaften des Wassers; Phasen- oder Zustandsdiagramm des Wassers; Lösungen und kolligative Eigenschaften; die elektrolytische Dissoziation; Elektrolytlösungen nichtionischer Verbindungen

Die chemische Reaktion: das Massenwirkungsgesetz; Verschiebung chemischer Gleichgewichte; chemische Kinetik; Katalyse

Elektrochemie: Oxidation und Reduktion; Galvanische und elektrolytische Elemente; die elektrochemische Spannungsreihe; Überspannung, Korrosion, Passivität

Säuren und Basen: Säure-Base-Definition; Azidität und Basizität wässriger Lösungen von Säuren und Basen; Säuren- und Basenstärke; pH-Werte von wässrigen Lösungen schwacher Säuren und Basen; Pufferlösungen; Amphoterie; Neutralisation; Säure-Base-Indikatoren


Besprechung charakteristischer Verbindungen weiterer Elemente: 17. Gruppe (Halogene); 16. Gruppe (Chalkogene); 15. Gruppe; 14. Gruppe; 13. Gruppe; 2. Gruppe; 1. Gruppe; 18. Gruppe (Edelgase); Übergangselemente

Inhalt des Seminars:

Einfache Grundlagen der Symmetrielehre

Molekülorbitaltheorie an einfachen Molekülen

Vertiefung der Trends im Periodensystem an Beispielen der Hauptgruppenchemie

Prinzipien der Reaktionschemie von Hauptgruppenelementen




Keine

8. Prüfung



Bestehen der Abschlussklausur


Die Modulnote entspricht der Note der Abschlussklausur.




Prof. H.-J. Krüger, PhD.


Ein Vorlesungsskript ist im Internet verfügbar. Empfohlene Lehrbücher: • E. Riedel, C. Janiak: Anorganische Chemie (de Gruyter, 2007, ISBN 978-3110189032) • M. Binnewies, M. Jäckel, H. Willner: Allgemeine und Anorganische Chemie (Spektrum Akademischer Verlag, 2003, ISBN 978-3827402080) • C. E. Housecroft, A. G. Sharpe: Anorganische Chemie (Pearson Studium, 2006, ISBN 978-3827371928) • D. M. P. Mingos: Essential Trends in Inorganic Chemistry (Oxford University Press, 1998, ISBN 978-0198501084)


Grundmodul 5: Analytische Chemie



(siehe Fußnote a)



1. Lehrveranstaltungen

Kontaktzeit Selbststudium Leistungspunkte

Vorlesung: Analytische Chemie (3 SWS) Übungen dazu (1 SWS)

3 SWS x 15 = 45 h 1 SWS x 15 = 15 h

90 h

5

2. Lehrformen



3. Gruppengröße



Die Studierenden

kennen die wichtigsten Grundlagen der allgemeinen Chemie

kennen die wichtigsten chemischen Methoden zur qualitativen und quantitativen Bestimmung einfacher Kationen und Anionen

kennen die dafür nötigen physikalischen Grundlagen

verfügen über grundlegende Kompetenzen in der selbstständigen Durchführung, Auswertung, Beurteilung und Nutzung anorganisch-chemischer Analysen

können selbständig einfache anorganische Präparate herstellen

5. Inhalte

Einführung in die Klassifizierung chemischer Stoffe

Grundlagen chemischer Reaktionen (chemische Zeichensprache, stöchiometrisches Rechnen, Thermo- dynamik chemischer Reaktionen, Kinetik chemischer Reaktionen, chemisches Gleichgewicht)

Ionenchemie (Löslichkeitsprodukt, Löslichkeit von Salzen in Wasser, Säuren und Basen, Komplexchemie, Oxidation und Reduktion)

Qualitative Analytik anorganischer Stoffe (Probennahme, Probenvorbereitung, Vorproben, Kationen- und Anionentrennungsgänge)

Chemische Verfahren der quantitativen Analytik anorganischer Stoffe (Neutralisationstitration, Redoxtitration, Fällungstitration, Komplexometrie, Gravimetrie, Elektrogravimetrie)

Physikalische Verfahren der quantitativen Analytik anorganischer Stoffe (Grundlagen, Photometrie, Atom-spektroskopie, elektrochemische Methoden, Massenspektrometrie, radiometrische Methoden)

Trennmethoden




Keine

8. Prüfung





Note der Abschlussklausur





Prof. Dr. W. R. Thiel


Ein Vorlesungsskript ist im Internet verfügbar. Empfohlene Lehrbücher: • J. Strähle, E. Schweda: Jander/Blasius Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie (Hirzel-Verlag, 2006, ISBN: 978-3777613888) • G. Schwedt: Analytische Chemie (Wiley-VCH, 2008, ISBN 978-3527312061) • G. Schulze, J. Simon: Jander/Jahr Maßanalyse (de Gruyter, 2009, ISBN: 978-3110194470)



Grundmodul 6: Anorganische Chemie I



(siehe Fußnote a)




Vorlesung " Anorganische Chemie I - Chemie der Hauptgruppenelemente" (2 SWS) Praktikum "Anorganische Chemie I" (12 SWS) Seminar zum Praktikum (1 SWS)

2 SWS x 15 = 30 h

12 SWS x 15=180 h 1 SWS x 15 = 15 h

135 h

3

9

2. Lehrformen

Vorlesung

Praktikum: praktische Arbeiten im Labor (Durchführung von Analysen, Synthese von Präparaten)

Seminar zum Praktikum: Blockseminar vor Beginn der praktischen Arbeiten

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl der Vorlesung ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals gegeben. Die Teilnehmerzahl für das Praktikum beträgt maximal 100 Studierende


Die Studierenden

kennen die Grundlagen der Chemie der Hauptgruppenelemente und können die Eigenschaften verschiedener Hauptgruppenelemente mit deren Stellung im Periodensystem korrelieren

kennen Anwendungsbereiche und technische Verfahren zur Herstellung der Hauptgruppenelemente und wichtiger Verbindungen derselben

kennen Synthesestrategien zur Knüpfung von Element-Element-Bindungen

vertiefen die in der Grundvorlesung erworbene Kenntnis der chemischen Bindung am Beispiel von Metallen, Halbleitern, Clustern, hypervalenten Verbindungen und an Reihen von Molekülen mit charakteristischen Trends bezüglich der Geometrie oder der physikalischen Eigenschaften sowie an Molekülen mit ungewöhnlichen Strukturen

vertiefen ihre Kompetenz in der Aufstellung von Reaktionsgleichungen, können Valenzelektronenzahlen ermitteln und daraus Rückschlüsse auf die Struktur ableiten

kennen die wichtigsten chemischen Methoden zur qualitativen und quantitativen Bestimmung einfacher Kationen und Anionen

kennen die dafür nötigen physikalischen Grundlagen

verfügen über grundlegende Kompetenzen in der selbstständigen Durchführung, Auswertung, Beurteilung und Nutzung anorganisch-chemischer Analysen

können selbständig einfache anorganische Präparate herstellen 5. Inhalte

Vorlesung:

Alkalimetalle(metallische Bindung, Herstellung der Metalle, Bedeutung der Alkalisalze, Alkalide, Kronenether und Kryptanden)

Erdalkalimetalle (Mehrzentrenbindung bei Berylliumverbindungen, technisch bedeutsame Verbindungen der Erdalkalimetalle, Wasserhärte)

Borgruppe (Verbindungen von Bor mit anderen Hauptgruppenelementen, Wade´sche Regeln und MO-Betrachtung am Beispiel der Borane, Verbindungen von Aluminium, Gallium, Indium und Thallium, Oxidationsstufen +I und +III, Einfluss der Koordinationszahl auf die Struktur von Element-Fluor-Verbindungen)

Kohlenstoffgruppe(Kohlenstoffmodifikationen, Graphitverbindungen, Carbide, C3O2, C12O9 und andere anorganische Kohlenstoffverbindungen, Gewinnung von reinstem Silizium, Halbleiter, Silikate, Silicone, Siliziumhydride und –halogenide, Wasserstoffverbindungen der schwereren Homologen, Element-Element-Doppelbindungen im Vergleich, inertes s-Elektronenpaar, relativistische Effekte)

Pnicogene (Modifikationen von Stickstoff und Phosphor, Nitride, Wasserstoff- und Halogenverbindungen der Elemente, Berry-Pseudorotation am Beispiel von PF5, Phosphorsulfide und Phosphazene)

Chalcogene (MO-Diagramm von Ozon, Hydrate des Protons und des Hydroxyl-Anions, Reaktionen von Cyclooctaschwefel, Schwefel-Stickstoff-Verbindungen, MO-Betrachtung und Vergleich von Ring- und Käfigstruktur am Beispiel von S4N4, polyatomare Kationen der Chalcogene)

Halogene (Elementstrukturen, polyatomare Halogenkationen, Sauerstoffsäuren der Halogene, Halogenoxidfluoride)

Edelgase (Gewinnung, Reaktionen, Xenonfluoride und deren Folgeprodukte)


Praktikum

Grundlegende Labortechniken; Umgang mit Chemikalien; Anwendung der Gefahrstoffverordnung

Qualitative Trennungen anorganischer Stoffe

Verschiedene Titrationsverfahren

Photometrie

Synthese einfacher anorganischer Verbindungen

Seminar zum Praktikum

Block-Kurs vor Praktikumsbeginn, indem der theoretische Hintergrund der Praktikumsversuche und Aspekte der Laborsicherheit besprochen werden.




Wünschenswert: Abschluss der Grundmodule 4 und 5 (Allgemeine und Anorganische Experimentalchemie, Analytische Chemie) Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben.

Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheitsunterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung Abschlussklausur zur Vorlesung; Dauer: 60-180 Minuten Praktikumstestate; Dauer je 15-45 Minuten


Bestandene Abschlussklausur, Testate zu allen Analysen und Präparaten des Praktikums bestanden


Die Praktikumsnote wird aus den Noten der Testate gebildet. Klausurnote und Praktikumsnote gehen mit gleichem Gewicht in die Modulnote ein.


Einmal jährlich, im Sommersemester


Prof. Dr. H. Sitzmann


Materialien zur Vorlesung werden als Download im Internet oder als Kopiervorlage in der Fachbereichsbibliothek angeboten Empfohlene Lehrbücher: • N. Wiberg, E. Wiberg, A. F. Holleman, E. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie (deGruyter, 2007, ISBN 978-3110177701) • R. Steudel: Chemie der Nichtmetalle (deGruyter, 2008, ISBN 978-3110194487) • T. Klapötke, I. C. Tornieporth-Oetting: Nichtmetallchemie (Wiley-VCH, 1994, ISBN 978-3527290529) • J. Strähle, E. Schweda: Jander-Blasius, Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum (S. Hirzel Verlag, 1995, ISBN 978-3777606729) • G. Schwedt: Analytische Chemie (Wiley-VCH, 2008, ISBN 978-3527312061) • T. L. Brown, H. E. LeMay, B. E. Bursten: Chemie – Die zentrale Wissenschaft (Pearson Studium, 2006, ISBN 978-3827371911) • D. F. Shriver, P. W. Atkins, C. H. Langford: Anorganische Chemie (Wiley-VCH, 1997, ISBN 978-3527292509)



Grundmodul 7: Anorganische Chemie II



(siehe Fußnote a)




Vorlesung "Grundlagen der Koordinationschemie" Übung zur Vorlesung

3 SWS x 15 = 45 h

1 SWS x 15 = 15 h 90 h 5

2. Lehrformen

Vorlesung mit begleitender Übung

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl der Vorlesung ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt.

4. Qualifikationsziele/Kompetenzen Die Studierenden

kennen die wichtigsten Grundlagen und Konzepte der Koordinationschemie der Übergangsmetalle

können theoretische Konzepte der Koordinationschemie zur Lösung chemischer Probleme und zur Erklärung stoffchemischer Eigenschaften anwenden

kennen die Herstellungsmethoden und charakteristischen Eigenschaften einiger wichtiger d-Blockelemente

besitzen einen Überblick über die stoffchemischen Eigenschaften von Übergangsmetallkomplexe

5. Inhalte Allgemeine Eigenschaften der Nebengruppenelemente: Definitionen

(Nebengruppenelemente/Übergangselemente bzw. -metalle/d-Blockelemente) - d-Orbitale - d-Elektronenkonfigurationen in Metallen und Verbindungen - periodische Eigenschaften (Schmelzpunkte/Sublimationsenergie/Bindungsstärke der metallischen Bindung/Elektronegativität/Oxidationszahlen/Metallradien)

Wechselwirkung zwischen Metallion und Liganddonoratom: Komplexe - Zentralion - Ligand - koordinative Bindung - -Donor, π-Akzeptor- und π-Donor-Bindung - Aktivierung von Substraten - Elektroneutralitätsprinzip

Symmetrie: Symmetrieelemente - Symmetrieoperationen - Klassifizierung von Molekülen in Symmetriepunktgruppen - Charaktertafeln - Basisfunktionen zu irreduziblen Darstellungen

Klassifizierung von Koordinationsverbindungen: Koordinationszahl - Koordinationspolyeder/-polygone - Stereochemie - Isomeriearten - Nomenklatur

Elektronenstruktur des Metallions: VB-Methode - Kristallfeld-/Ligandenfeldtheorie - MO-Theorie - Angular-Overlap-Methode - Auswirkungen des Ligandenfeldes auf die thermodynamischen Eigenschaften, den Ionenradius und die Präferenz der Ausbildung von Koordinationsumgebungen - Eigenschaften der Metallionen in der Elektronenanregungsspektroskopie - Magnetismus - Spin Crossover-Eigenschaften - Metall-Metall-Einfach-

-,π - und δ -Bindungen)

Einfluß des Liganden: HSAB-Konzept - Stabilitätskonstanten - Mehrzähnigkeit - Chelateffekt - Makrozykleneffekt - Anwendung der Konzepte in der bioanorganischen Chemie

Überblick über die Koordinationschemie der d-Block-Elemente – typische Vertreter der Übergangsmetallkomplexe – Herstellungsmethoden einzelner ausgewählter Metalle – Beispiele von Koordinationsverbindungen in der Natur, in der Katalyse und in den Materialwissenschaften, Anwendung der zuvor gelernten Konzepte der Koordinationschemie in ausgewählten Beispielen




Wünschenswert: Abschluss des Grundmoduls 4 (Allgemeine und Anorganische Experimentalchemie)

8. Prüfung



Bestandene Abschlussklausur


Die Modulnote ergibt sich aus der Note der Abschlussklausur.





Prof. H.-J. Krüger, PhD


Vorlesungsunterlagen stehen zum Kopieren zur Verfügung Empfohlene Lehrbücher: • E. Riedel, C. Janiak: Anorganische Chemie (de Gruyter, 2007, ISBN 978-3110189032) • L. H. Gade: Koordinationschemie (Wiley-VCH, 1998, ISBN 978-3527295036) • J. E. Huheey, E. Keiter, R. L. Keiter: Anorganische Chemie (de Gruyter, 2003, ISBN 978-3110135572)



Grundmodul 8: Anorganische Chemie III

Kennnummer: work load Leistungspunkte nach

ECTS Studiensemester

(siehe Fußnote a)




Vorlesung "Organometallchemie" Übung zur Vorlesung Praktikum "Anorganische Chemie II"

2 SWS x 15 = 30 h 1 SWS x 15 = 15 h

8 SWS x 15 = 120 h

135 h

4

6 2. Lehrformen



Praktikum: praktische Arbeiten im Labor (Synthese von Präparaten)

3. Gruppengröße

Vorlesung und Übung: Maximale Teilnehmerzahl durch das Fassungsvermögen des Hörsaals gegeben. Maximale Teilnehmerzahl im Praktikum: 50


Die Studierenden

kennen die verschiedenen Typen der Metall-Kohlenstoff-Bindungen und die Eigenschaften von Kohlenstoffatomen als Donorzentren

können Grenzorbitalbetrachtungen für Metall-Ligand-Wechselwirkungen erstellen

verfügen über grundlegendes Wissen über Synthese und Eigenschaften von metallorganischen Verbindungen der Haupt- und Nebengruppenelemente und sind in der Lage Synthesen selbst zu planen

beherrschen den Aufbau von Reaktionansätzen unter Schutzgasatmosphäre und beherrschen den Umgang mit sauerstoff- bzw. feuchtigkeitsempfindlichen und pyrophoren Chemikalien und kennen die hierfür nötigen Sicherheitsbestimmungen

sind in der Lage, die spektroskopischen Daten der im Praktikum synthetisierten Verbindungen selbständig zu interpretieren und sind in der Lage, selbständig Protokolle mit aussagekräftigen Versuchsbeschreibungen und Spektreninterpretationen zu erstellen

5. Inhalte

Vorlesung:

Grundlagen der Organometallchemie (Historisches, Technische Verfahren mit metallorganischen Verbindungen, die Metall-Kohlenstoff-Bindung)

Organometallchemie der Hauptgruppenelemente sowie der Elemente der Gruppen 11 und 12 mit allgemeinen Synthesestrategien

Organometallchemie der Übergangsmetalle (spezielle Aspekte der Übergangsmetall-Kohlenstoff-Bindung, Klassifizierung von Liganden, Elektronenzählregeln, Übergangsmetall-Alkyl-Komplexe, Carbonylkomplexe, Carbenkomplexe, Carbinkomplexe, Olefinkomplexe, Alkinkomplexe, Allyl- und Enylkomplexe, Komplexe mit cyclischen

-Donoren)

Praktikum

Grundlegende Labortechniken, Umgang mit wasser- und luftempfindlichen Chemikalien

Anwendung der Gefahrstoffverordnung und der Sicherheitsrichtlinien

Durchführung von Synthesen an speziellen Apparaturen

Erstellen von Protokollen

Durchführung von Synthesen anorganischer und metallorganischer Verbindungen an speziellen Apparaturen

(z. B. Schlenktechnik)

Charakterisierung anorganischer und metallorganischer Verbindungen





Für die Teilnahme am Praktikum obligatorisch: Abschluss der Grundmodule 6 (Anorganische Chemie I), 7 (Anorganische Chemie II) und 9 (Organische Chemie I) . Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheitsunterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung

Abschlussklausur; Dauer: 60-180 Minuten Praktikumstestate; Dauer je 15-45 Minuten


Bestandene Abschlussklausur, Testate zu allen Präparaten des Praktikums bestanden


Die Praktikumsnote wird aus den Noten der Testate gebildet. Die Note der Abschlussklausur sowie die Gesamtnote des Praktikums gehen mit gleichem Gewichten in die Modulnote ein.




Prof. Dr. W. R. Thiel


Vorlesungsunterlagen sind im Internet verfügbar Literatur: • C. Elschenbroich: Organometallchemie, (Teubner, 2008, ISBN: 978-3835101678) • G. O. Spessard, G. Miessler: Organometallic Chemistry (Oxford University Press, 2009, ISBN: 978-0195330991)



Grundmodul 9: Organische Chemie I



(siehe Fußnote a)




Vorlesung: Aufbauprinzipien und Eigenschaften funktionalisierter Kohlenwasserstoffe Übung dazu

3 SWS x 15 = 45 h

1 SWS x 15 = 15 h 90 h 5

2. Lehrformen



3. Gruppengröße



Die Studierenden

verstehen den Zusammenhang von chemische Bindung und Struktur organischer Moleküle im Rahmen der gelehrten Modelle,

sind in der Lage organische Moleküle mit Hilfe der IUPAC-Nomenklatur zu benennen,

beherrschen die Grundlagen der statischen Stereochemie inklusive der Cahn-Ingold-Prelog-Nomenklatur,

können stereostenographische Strukturformeln im Sinne von Polarität und Reaktivität organischer Moleküle interpretieren,

beherrschen die grundlegenden Konzepte der Kohlenwasserstoff-Chemie,

verstehen die Bedeutung funktioneller Gruppen für Gruppeneigenschaften organischer Substanzklassen,

kennen die wichtigsten Naturstoffklassen anhand technisch und biochemisch relevanter Beispiele.

5. Inhalte

Systematik der Organischen Chemie – Nomenklatur organischer Bindungen und funktioneller Gruppen

Alkane

Halogenalkane I – die positive Polarisierung des Kohlenstoffatoms

Grundlagen der statischen Stereochemie

Halogenalkane II – Nucleophile aliphatische Substitution

Organometallchemie – die negative Polarisierung des Kohlenstoffatoms

Alkene

Additionen an C=C-Doppelbindungen

-Dreifachbindungen

Aromatische Kohlenwasserstoffe

Die Hydroxylgruppe – Alkohole und Phenole

Ether

Organoschwefel-Verbindungen

Amine

Die Carbonylgruppe – Aldehyde und Ketone

Kohlensäure-Derivate

Kohlenhydrate 6. Verwendbarkeit des Moduls


7. Teilnahmevoraussetzungen Keine

8. Prüfung










Prof. Dr. Jens Hartung


Internetseite zur Lehrveranstaltung (enthält vorlesungsbegleitendes Folienmaterial in elektronischer Form zum Herunterladen für die Studierenden, Musterlösung für Übungen) Lehrbuchempfehlungen: • E. Breitmaier, G. Jung, Organische Chemie, 5. Auflage, Thieme Verlag, Stuttgart, 2005 • H. Beyer, W. Walter, Lehrbuch der Organischen, Chemie, 24. Auflage, S. Hirzel Verlag, Stuttgart, 2004 • P.Y. Bruice, Organische Chemie, Pearson Studium, München, 2007 • H.G.O. Becker, W. Berger, G. Domschke, E. Fanhänel, J. Faust, M. Fischer, F. Gentz, K. Gewald, R. Gluch, R. Mayer,

K. Müller, D. Pavel, H. Schmidt, K. Schollberg, K. Schwetlick, E. Seiler, G. Zeppenfeld, R. Beckert, W. D. Habicher, P. Metz, Organikum, 21. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 2001



Grundmodul 10: Organische Chemie II



(siehe Fußnote a)




Vorlesung: Anleitung zur Entwicklung fundierter Reaktionsmechanismen Übung dazu

4 SWS x 15 = 60 h

1 SWS x 15 = 15 h 105 h 6

2. Lehrformen



3. Gruppengröße



Die Studierenden

beherrschen die grundlegenden Konzepte und Modelle zur Beschreibung von Reaktivität in der Organischen Chemie und können diese zur Formulierung plausibler Reaktionsmechanismen anwenden,

sind in der Lage Strukturen komplexerer organischer Verbindungen unter Anwendung wesentlicher spektroskopischer und spektrometrischer Verfahren unter Berücksichtigung der Aspekte Konstitution, Konformation und Konfiguration aufzuklären.

5. Inhalte

Reaktivität in der Organischen Chemie

Radikalische und nucleophile Substitution am gesättigten Kohlenstoffatom

Addition an isolierte und linear konjugierte Mehrfachbindungen

Elektrophile Substitution an Aromaten

Redoxreaktionen in der Organischen Chemie

Reaktionen von Carbonylverbindungen I – Aldehyde und Ketone

Reaktionen von Carbonylverbindungen II – Carbonsäuren und funktionelle Carbonsäure-Derivate

Strukturaufklärung organischer Verbindungen durch Massenspektrometrie, Infrarotspektroskopie, Elektronenspektroskopie und Kernresonanzspektroskopie




Der Abschluss des Grundmoduls 10 (Organische Chemie I) wird dringend empfohlen

8. Prüfung









Prof. Dr. Jens Hartung



Internetseite zur Lehrveranstaltung (enthält vorlesungsbegleitendes Folienmaterial in elektronischer Form zum Herunterladen für die Studierenden, Musterlösung für Übungen), regelmäßige Fachberatung durch Lehrpersonal (Sprechstunden, Mentorengespräche) Lehrbuchempfehlungen: • H.G.O. Becker, W. Berger, G. Domschke, E. Fanhänel, J. Faust, M. Fischer, F. Gentz, K. Gewald, R. Gluch, R. Mayer,

K. Müller, D. Pavel, H. Schmidt, K. Schollberg, K. Schwetlick, E. Seiler, G. Zeppenfeld, R. Beckert, W. D. Habicher, P. Metz, Organikum, 21. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 2001

• R. Brückner, Reaktionsmechanismen, Organische Reaktionen, Stereochemie, moderne Synthesemethoden", 3. Auflage, Elsevier-Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin, Oxford, 2004

• P. Seyks, Reaktionsmechanismen der Organischen Chemie, 9. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 1988 • J.J. Li, Name Reactions, 2. Auflage, Springer, Berlin, 2003 • M. Hesse, H. Meier, B. Zeeh, Spektroskopische Methoden in der organischen Chemie, 7. Auflage, Thieme, Stuttgart,

2002 • H. Günther, NMR-Spektroskopie, 3. Auflage, Thieme, Stuttgart, 1992



Grundmodul 11: Organische Chemie III

Kennnummer: work load Leistungspunkte nach

ECTS Studiensemester

(siehe Fußnote a)




Vorlesung: Heterocyclische Verbindungen in der Synthese, Katalyse und der Natur Seminar: Sicherheit und Analytik Praktikum: Organisch chemische Grundoperationen

2 SWS x 15 = 30 h

12 SWS x 15 = 180 h

2 SWS x 15 = 30 h

150 h

3

10 2. Lehrformen



Praktikum: Durchführung organisch-chemischer Reaktionen, Umgang mit organisch-chemischen Substanzen

3. Gruppengröße Vorlesung: Teilnehmerzahl durch Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt Praktikum: 64 Plätze


Die Studierenden

kennen die wichtigsten Klassen heterocyclischer Verbindungen,

beherrschen Synthesen und verstehen typische Reaktionen der obengenannten Substanzklassen

kennen die praktische Bedeutung der Substanzklassen in der Natur, Alltag und Technik

beherrschen präparative und analytische Grundoperationen der Organischen Chemie

sind in der Lage chemische Experimente objektiv zu beobachten und zu dokumentieren 5. Inhalte

A – Carbocyclische Verbindungen

Ringschlußreaktion, Ringspannung

Synthesen alicyclischer Verbindungen

Aromatizität (Benzol, Annulene, aromatische Ionen, polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe)

Nucleophile aromatische Substitution

Radikalische aromatische Substitution

B – Heterocyclische Verbindungen

Nomenklatur heterocyclischer Verbindungen

Dreigliedrige Heterocyclen (Oxiran, Aziridin)

Viergliedrige Heterocyclen (Oxetan, Dioxetan)

Fünfgliedrige Heterocyclen (Furan, Pyrrol, Thiophen, Oxazol, Imidazol, Thiazol, Indol)

Sechsgliedrige Heterocyclen (Pyran, Pyridin, Pyrimidin, Chinolin, Isochinolin)

Siebengliedrige Heterocyclen (Azepin, Diazepine) Praktikum: Erlernen von Grundoperationen in synthetischer und analytischer Organischer Chemie

Aufbau von Reaktionsapparaturen

Trocknung und Reinigung von Lösungsmitteln und Reagenzien

Durchführung einstufiger organischer Synthesen unter Verwendung typischer Techniken (Heizen, Kühlen, Rühren, Einleiten von Gasen, Arbeiten mit Unterdruck und Überdruck)

Methoden zur Aufarbeitung und zur Reaktionskontrolle der Synthesen (Filtrieren, Kristallisieren, Destillieren, Sublimieren, Extraktion und Verteilung, Adsorption, Dünnschichtchromatographie)

Charakterisierung der hergestellten Produkte (Schmelzpunkt, Siedetemperatur, Refraktometrie, Polarimetrie, optische Spektroskopie, Kernmagnetische Resonanzspektroskopie, Massenspektrometrie)

Aufbewahrung von Chemikalien und sachgemäße Entsorgung von Abfällen

Die Praktikumsinhalte werden anhand stofflicher Umwandlungen vermittelt, deren mechanistische Hintergründe detailliert im Grundmodul 10 (Organische Chemie II) gelehrt werden.


Seminar

Sicherheitsrelevante Hintergründe zum Praktikum

Bearbeitung ausgewählter Beispiele zur Strukturaufklärung organischer Verbindungen 6. Verwendbarkeit des Moduls


7. Teilnahmevoraussetzungen Vorlesung/Übung: keine Praktikum: Grundmodul 10 (Organische Chemie II) erfolgreich abgeschlossen. Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheits-unterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung Abschlussklausur zur Vorlesung; Dauer: 60-180 Minuten Schriftliche Prüfung am Ende des Seminars (Strukturaufklärung Organischer Verbindungen und sicherheitsrelevante Inhalte der praktischen Arbeiten; Dauer: 60-180 Minuten Praktikumstestate; Dauer je 15-45 Minuten

9. Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Bestehen der Abschlussklausur zur Vorlesung, Praktikumsnote mindestens 4,0.

10. Ermittlung der Modulnote Die Seminarklausur und die Praktikumstestate werden mit Punkten bewertet. Die Praktikumsnote ergibt sich aus der Summer der Punkte der Seminarklausur sowie der Praktikumstestate. Die Maximalpunktzahl, die in der Seminarklausur erreicht werden kann, entspricht etwa einem Drittel der durch die Praktikumstestate maximal erreichbaren Punktzahl. In die Gesamtnote des Moduls gehen die Note der Abschlussklausur zur Vorlesung mit einem Gewicht von 40% und die Praktikumsnote mit einem Gewicht von 60% ein.




Prof. Dr. Stefan Kubik


Internetseite zur Lehrveranstaltung (enthält vorlesungsbegleitendes Folienmaterial in elektronischer Form zum Herunterladen für die Studierenden) Lehrbuch- und Literaturempfehlungen zur Vorlesung • T. Eicher, S. Hauptmann, Chemie der Heterocyclen, Thieme, Stuttgart, 1994 • E.Breitmaier, G. Jung, Organische Chemie, 5. Auflage, Thieme Verlag, Stuttgart, 2005 • J.A. Joule, K. Mills, Heterocyclic Chemistry, Blackwell Science, Oxford, 2000. • R. Brückner, Reaktionsmechanismen, Organische Reaktionen, Stereochemie, moderne Synthesemethoden, 3.

Auflage, Elsevier-Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin, Oxford, 2004 • A. Gossauer, Struktur und Reaktivität der Biomoleküle, Verlag Helvetica Chimica Acta/Wiley-VCH, Zürich, 2006 Praktikumsversuche Eine gebundene, ausgearbeitete Sammlung von Versuchen zu den Themen des Praktikums ist in der Fachrichtung Organische Chemie erhältlich Lehrbuch- und Literaturempfehlungen zum Praktikumsseminar • M. Hesse, H. Meier, B. Zeeh, Spektroskopische Methoden in der organischen Chemie, 7. Auflage, Thieme, Stuttgart,

2002 • J.M. Hollas, Modern Spectroscopy, 4. Auflage, Wiley, New York, 2004 • R.M. Silverstein, F.X. Webster, D. Kiemle, The Spectrometric Identification of Organic Compounds, 7. Auflage,

Wiley, New York, 2005 a) Die Angaben im Modulhandbuch zu den Studiensemestern beziehen sich auf die im Anhang (des Modulhandbuches) empfohlene chronologische Struktur des Bachelor-Studiengangs für Studierende, die das Studium im Wintersemester beginnen. Studienanfängern im Sommersemester wird ein davon abweichender Studienplan empfohlen (s. Anhang).


Grundmodul 12: Organische Chemie IV



(siehe Fußnote a)




Vorlesung: Stereochemie und Synthese Seminar: Moderne Methoden Praktikum: Fortgeschrittene Laboratoriumstechniken

3 SWS x 15 = 45 h 8 SWS x 15 = 120 h

1 SWS x 15 = 15 h

150 h

4

7

2. Lehrformen Vorlesung: Vermittlung des Stoffes

Praktikum: Durchführung anspruchsvoller, mehrstufiger organisch-chemischer Synthesen

Seminar: Ausgewählte Aspekte der Organischen Synthese; Vertiefung von Praktikumsinhalten

3. Gruppengröße

Vorlesung: Teilnehmerzahl durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt Praktikum: 64 Plätze

4. Qualifikationsziele/Kompetenzen Die Studierenden

können organische Moleküle stereochemisch eindeutig klassifizieren,

haben ein Verständnis für den Zusammenhang zwischen räumlicher Gestalt eines Moleküls und dessen Reaktivität,

können einfache Synthesen retrosynthetisch planen,

beherrschen fortgeschrittene experimentelle Techniken der organischen Synthesechemie 5. Inhalte

Vorlesung A – Stereochemie

Zeichnerische Darstellung von Molekülen

Symmetrie von Molekülen

Klassifizierung von Isomeren (Konstitutionsisomerie, Konfigurationsisomerie, Enantiomerie, zentrale, axiale und planara Chiralität, optische Aktivität, Enantiomerentrennung, Diastereomerie, Cyclostereoisomerie)

Prostereoisomerie (Topizität von Liganden und Seiten)

Konformationsisomerie (Torsionsbewegungen in offenkettigen gesättigten, offenkettigen ungesättigten und in cyclischen Verbindungen)

B – Synthese

Syntheseplanung

Chemoselektivität, Regioselektivität, Stereoselektivität organischer Reaktionen

Diastereoselektive Synthesen

Enantioselektive Synthesen (chirale Verstärkung, doppelte Stereodifferenzierung) Praktikum: Erlernen fortgeschrittener Laboratoriumstechniken zur mehrstufigen Synthese komplexerer organischer Verbindungen

Inertgastechniken und Arbeiten unter wasserfreien Bedingungen

Reaktion mit reaktiven Gasen

Photochemie

Katalyse

Stereoselektive Synthese und Enantiomerenanalytik

Naturstoffisolierung und -derivatisierung Die Praktikumsinhalte werden anhand stofflicher Umwandlungen vermittelt, deren mechanistische Hintergründe detailliert in den Grundmodulen 10 und 11 (Organische Chemie II und III) gelehrt werden. Seminar

Vertiefung praktikumsrelevanter Inhalte (Photochemie, Organokatalyse, Enantiomerenanalytik, Stereoselektive Synthese, Naturstoffanalytik)




7. Teilnahmevoraussetzungen Vorlesung/Übung: keine Praktikum: Grundmodul 11 (Organische Chemie III) erfolgreich abgeschlossen. Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheits-unterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung

Abschlussklausur zur Vorlesung; Dauer: 60-180 Minuten Praktikumstestate; Dauer je 15-45 Minuten

9. Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Bestandene Abschlussklausur, Praktikumsnote mindestens 4,0.


Die Praktikumstestate werden mit Punkten bewertet. Die Praktikumsnote ergibt sich aus der Summe der Punkte der Praktikumstestate. In die Gesamtnote des Moduls gehen die Abschlussklausur zur Vorlesung mit einem Gewicht von 40% und die Praktikumsnote mit einem Gewicht von 60% ein,




Prof. Dr. Stefan Kubik


Internetseite zur Lehrverstaltung (enthält vorlesungsbegleitendes Folienmaterial in elektronischer Form zum Herunterladen für die Studierenden); Lehrbuch- und Literaturempfehlungen zur Vorlesung • S. Hauptmann, G. Mann, Stereochemie, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin, Oxford, 1996 • B. Testa, Grundlagen der Organischen Stereochemie, Verlag Chemie, Weinheim, 1983 • S. Warren, Organic Synthesis, The Disconnection Approach, Wiley, Chichester, 1996 • R.W. Hoffmann, Elemente der Syntheseplanung, Elsevier – Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2006 • K.C. Nicolaou, E.J. Sorensen, Classics in Total Synthesis, VCH, Weinheim, 1996. Praktikumsversuche Eine gebundene, ausgearbeitete Sammlung von Versuchen zu den Themen des Praktikums ist in der Fachrichtung Organische Chemie erhältlich Lehrbuch- und Literaturempfehlungen zum Seminar • M. B. Smith, J. March, March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 6. Auflage,

Wiley, New York, 2007 • R. Brückner, Reaktionsmechanismen, Organische Reaktionen, Stereochemie, moderne Synthesemethoden, 3.

Auflage, Elsevier-Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin, Oxford, 2004 • F.A. Carey, R.J. Sundberg, Organische Chemie, Ein weiterführendes Lehrbuch, Wiley-VCH, 1995.

Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Chemie Seite 30 von 71 Fachbereich Chemie/ TU KL a) Die Angaben im Modulhandbuch zu den Studiensemestern beziehen sich auf die im Anhang (des Modulhandbuches) empfoh-lene chronologische Struktur des Bachelor-Studiengangs für Studierende, die das Studium im Wintersemester beginnen. Studien-anfängern im Sommersemester wird ein davon abweichender Studienplan empfohlen (s. Anhang).


Grundmodul 13: Physikalische Chemie I






Vorlesung Physikalische Chemie I Übung dazu

3 SWS x 15 = 45h 1 SWS x 15 = 15 h

90 h 5

2. Lehrformen

Vorlesung und eine begleitende Übung

3. Gruppengröße



Die Studierenden

kennen Hauptsätze und grundlegende Begriffe der Thermodynamik

können die thermodynamischen Fundamentalgleichungen anwenden

verstehen die Grundlagen der Elektrochemie und der Kinetik

5. Inhalte

Thermodynamik:

Grundlegende Begriffe

Gasgesetze

erster Hauptsatz, U (innere Energie), H (Enthalpie), Wärmekapazität

Carnotprozess

zweiter Hauptsatz, S (Entropie)

freie Enthalpie G, Fundamentalgleichungen

Clausius Clapeyron, Ein Komponenten Phasendiagramme

Mischphasenthermodynamik ( Aktivitätskoeffizienten, Raoult, Henry)

Kolligative Eigenschaften (Siedepunktserhöhung, Gefrierpunktserniedrigung, Osmose)

Reaktionsenthalpien

Siede- und Schmelzdiagramme

Oberflächenspannung Elektrochemie:

Faraday'sche Gesetze

Nernstsche Gleichung

Elektrodentypen

Leitfähigkeit, Überführungszahlen Kinetik:

Reaktionsmolekularität

Reaktionsordnungen, Zeitgesetze (Formalkinetik)

Folge und Parallelreaktionen

Temperaturabhängigkeit der Geschwindigkeitskonstanten: Arrhenius-Gleichung

Lindemann-Hinshelwood Mechanismus

Explosion

Michaelis-Menten Kinetik

Messung von Reaktionsgeschwindigkeiten auch schneller Reaktionen

Theorie des Übergangszustandes (Eyring)



Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Chemie Seite 32 von 71 Fachbereich Chemie/ TU KL 7. Teilnahmevoraussetzungen

Keine

8. Prüfung





Die Modulnote ergibt sich aus der Abschlussklausur.




Prof. Dr. Gerhards


Zur vorlesungsbegleitenden Nacharbeitung des Vorlesungsstoffes ist im Prinzip jedes gängige Lehrbuch der Physikalischen Chemie geeignet. Es werden besonders folgende Alternativen empfohlen: • P.W. Atkins, J. de Paula: Physikalische Chemie, Lehr- und Arbeitsbuch (Wiley-VCH, 2008, ISBN 978-3527324910) • G. Wedler: Lehrbuch der Physikalischen Chemie (Wiley-VCH, 2004, ISBN 978-3527310661) • T. Engel, P. Reid: Physikalische Chemie (Pearson Studium, 2009, ISBN 978-3868940398) • D. A. McQuarrie, J. D. Simon: Physical Chemistry – A Molecular Approach (University Science Books, 1997, ISBN 978-0935702996) • H. Kuhn, H.-D. Försterling, D. H. Waldeck: Principles of Physical Chemistry (Wiley, 2009, ISBN 978-0470089644)



Grundmodul 14: Physikalische Chemie II






Vorlesung Physikalische Chemie II Übung dazu

3 SWS x 15 = 45 h 1 SWS x 15 = 15 h

90 h 5

2. Lehrformen


3. Gruppengröße

Maximale Hörerzahl der Vorlesung: Fassungsvermögen des Hörsaals


Die Studierenden

kennen die Grundprinzipien der Quantenmechanik

können spektroskopische Experimente quantenmechanisch deuten

5. Inhalte

Vorlesung/Übung:

Notwendigkeit der Quantenmechanik, Welle Teilchen Dualismus, Schwarzkörperstrahlung

Stationäre Zustände (Schrödinger-Gleichung)

Teilchen im Kasten (ein- und dreidimensional)

Teilchen auf einem Ring: Drehimpulsquantelung 1D

Teilchen auf einer Kugeloberfläche / starrer Rotator / Drehimpuls-Operatoren

Rotationspektren zweiatomiger Moleküle

harmonischer Oszillator, IR-Spektrum (Übergangsmomente)

Wasserstoffatom und Wasserstoffähnliche Ionen, Diskussion der Eigenfunktionen, optische Übergänge

Mehrelektronenatome: Na-Atom als H-Atom mit effektivem Potential, Termschema

Spins im Magnetfeld

Übergänge: zeitabhängige Störungstheorie (Skizze), Anwendung auf IR-, Raman- und NMR-Spektroskopie

Elektronenspektren: Photoelektronenspektrum, XPS/ESCA, Auger-Prozess




Keine

8. Prüfung

Abschlussklausur zur Vorlesung; Dauer: 60-180 Minuten





Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Chemie Seite 34 von 71 Fachbereich Chemie/ TU KL 11. Häufigkeit des Angebots



Prof. Dr. G. Gereon Niedner-Schatteburg


Zur vorlesungsbegleitenden Nacharbeitung des Vorlesungsstoffes ist im Prinzip jedes gängige Lehrbuch der Physikalischen Chemie geeignet. Es werden besonders folgende Alternativen empfohlen: • P.W. Atkins, J. de Paula: Physikalische Chemie, Lehr- und Arbeitsbuch (Wiley-VCH, 2008, ISBN 978-3527324910) • G. Wedler: Lehrbuch der Physikalischen Chemie (Wiley-VCH, 2004, ISBN 978-3527310661) • T. Engel, P. Reid: Physikalische Chemie (Pearson Studium, 2009, ISBN 978-3868940398) • D. A. McQuarrie, J. D. Simon: Physical Chemistry – A Molecular Approach (University Science Books, 1997, ISBN 978-0935702996) • H. Kuhn, H.-D. Försterling, D. H. Waldeck: Principles of Physical Chemistry (Wiley, 2009, ISBN 978-0470089644) Quantenmechanische und spektroskopische Grundlagen werden durch die folgende Literatur weiter vertieft: • P. W. Atkins, R. Friedman: "Molecular Quantum Mechanics" (Oxford University Press, 2004, ISBN 978-0199274987) • J. M. Hollas: Modern Spectroscopy (Wiley, 2003, ISBN 978-0470844168)



Grundmodul 15: Physikalische Chemie III






Physikalisch-Chemisches Praktikum I 13 SWS x 15 = 180 h 90 h 9

2. Lehrformen

Praktikum: Durchführung und Auswertungen von Versuchen in Zweiergruppen

3. Gruppengröße

Am Praktikum können maximal 100 Studierende teilnehmen


Die Studierenden

lernen die Durchführung, Auswertung und Analyse physikalisch-chemischer Experimente

können die durchzuführenden praktischen Arbeiten in einem kleinen Team (Zweiergruppe) effektiv organisieren

5. Inhalte

Praktikum: Durchführung von Messungen an fest aufgebauten Apparaturen. Die Experimente kommen aus den Bereichen Thermodynamik, Kinetik, Experimentalphysik, Elektrochemie und Spektroskopie, die thematisch in den Veranstaltungen zur PCI und POII behandelt werden.




Zur Teilnahme am Praktikum ist der erfolgreiche Abschluss des Grundmoduls 13 (Physikalische Chemie I) Voraussetzung. Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheitsunterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung

Benotete Praktikumstestate (Dauer je 15-45 Minuten)


Bestehen aller Praktikumstestate


Durchschnittsnote der Praktikumstestate.

Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Chemie Seite 36 von 71 Fachbereich Chemie/ TU KL 11. Häufigkeit des Angebots



Prof. Dr. G. Niedner-Schatteburg


Speziell zum Praktikum wird ein gebundenes Skriptum als verbindliches Material zur Verfügung gestellt, Darin sind theoretische Grundlagen, Versuchsbeschreibungen, Auswerteanleitungen, weiterführende Literaturangaben und Sicherheitsanweisungen zusammen gefasst. (Bezüglich weiterer Literatur s. auch Modul zur PCI und PCII)



Grundmodul 16: Physikalische Chemie IV






Vorlesung Physikalische Chemie III Übung dazu

3 SWS x 15 = 45 h 1 SWS x 15 = 15 h

90 h 5

2. Lehrformen

Vorlesung und eine begleitende Übung

3. Gruppengröße



Die Studierenden • kennen die Grundlagen der Rotations-Schwingungs-Spektroskopie sowie der Spektroskopie elektronischer Anrechnungen • können die aus spektroskopischen Experimenten gewonnenen Informationen kritisch bewertet zur Lösung chemischer

Probleme verwenden • kennen Grundbegriffe der statistischen Mechanik

5. Inhalte

Grundlagen: • elektromagnetisches Spektrum, Lambert-Beer'sches Gesetz Rotationsspektren:

Trägheitsmatrix, Kreiseltypen

Rotationsspektren symmetrischer Kreisel

asymmetrischer Kreisel (Prinzip)

Geometriebestimmung über Rotationsspektroskopie Schwingungsspektren:

anharmonischer Oszillator, Auswahlregeln

Normalkoordinatenanalyse

Beispiele, Auswertung einer quantenmechanischen Analyse

innere Koordinaten

Grundlagen der Gruppentheorie

Gruppentheoretische Interpretation eines IR-Spektrums Elektronische Übergänge:

Elektronische Spektroskopie, Jablonski-Diagramme, Termschema

Ioddampf-Spektrum (Schweratomeffekt, Birge Sponer Diagramme)

Fluoreszenzspektroskopie

Energietransfer: Förster- und Dexter-Mechanismus

Molekularstrahlen

Statistische Mechanik:

Boltzmannverteilung

Zustandssummen

Thermodynamische Zustandsfunktionen




Der erfolgreiche Abschluss der Grundmodule 1 (Mathematik), 2 (Physik) und 13 (Physikalische Chemie I) wird dringend empfohlen.

8. Prüfung

Abschlussklausur am Ende der Vorlesung; Dauer: 60-180 Minuten.


Bestehen der Abschlussklausur (Note mindestens 4,0)






Prof. Dr. M. Gerhards


Zur vorlesungsbegleitenden Nacharbeitung des Vorlesungsstoffes ist im Prinzip jedes gängige Lehrbuch der Physikalischen Chemie geeignet. Es werden besonders folgende Alternativen empfohlen: • P.W. Atkins, J. de Paula: Physikalische Chemie: Set aus Lehrbuch und Arbeitsbuch (Wiley-VCH, 2006, ISBN 978-3527324910 • G. Wedler: Lehrbuch der Physikalischen Chemie (Wiley-VCH, 2004, ISBN 978-3527310661) • T. Engel, P. Reid: Physikalische Chemie (Pearson Studium, 2006, ISBN 978-3827372000) • D. A. McQuarrie, J. D. Simon: Physical Chemistry – A Molecular Approach (University Science Books, 1997, ISBN 978-0935702996) • H. Kuhn, H.-D. Försterling, D. H. Waldeck: Principles of Physical Chemistry (Wiley, 2009, ISBN 978-0470089644) • P. F. Bernath: Spectra of Atoms and Molecules (Oxford University Press, 1995, ISBN 978-0195075984) Die quantenmechanischen und spektroskopischen Grundlagen werden durch die folgende Literatur weiter vertieft: • P.W.Atkins, R. Friedmann: Molecular Quantum Mechanics (Oxford University Press, 2004, ISBN 78-0199274987) • J. M. Hollas: Modern Spectroscopy (Wiley, 2003, ISBN 978-0470844168)



Grundmodul 17: Physikalische Chemie V

Kennnummer: work load Leistungspunkte (nach ECTS)





Vorlesung "Molekülorbital-Theorie" Übung dazu

3 SWS x 15 = 45 h 1 SWS x 15 = 15 h

90 h 5

2. Lehrformen


3. Gruppengröße

Maximale Hörerzahl: Fassungsvermögen des Hörsaals .


Die Studierenden

kennen Näherungsverfahren zur Lösung einer Mehrelektronen-Schrödingergleichung

verstehen die elektronische Struktur von Mehrelektronenatomen

verstehen die theoretischen Grundlagen der chemischen Bindung

5. Inhalte

Vorlesung und Übung:

Mehrelektronenatome ohne Elektronenwechselwirkung, Separationsansatz, qualitatives Versagen der Lösungen der Schrödingergleichung ohne Aufbauprinzip

Pauli-Prinzip: Antisymmetrie der Wellenfunktion als zusätzliche Forderung an physikalisch sinnvolle Lösungen der Schrödinger-Gleichung

Slater-Determinanten als Basis für die Konstruktion von antisymmetrischen Mehrelektronen-Wellenfunktionen

Konsequenzen. Aufbauprinzip, Periodizität

Mehrelektronenatome: Zweielektronensysteme, Abschätzung des Effekts der Elektronenwechselwirkung durch Störungstheorie erster Ordnung (für entartete und nichtentartete Referenzzustände), Singulett- und Triplettzustände

Mehrelektronenatome: Zentralfeldnäherung, Kopplung von Drehimpulsen (LS-Kopplung), Ermittlung der LS-Terme zu einer gegebenen Elektronenkonfiguration, Hund'sche Regeln

Molekülstruktur: Born-Oppenheimer-Näherung, Chemische Bindung im H2+, Virialsatz für Moleküle

Qualitative Theorie der chemischen Bindung im H2-Molekül: LCAO-MO-Ansatz. "Vernachlässigung" der Überlappung beim Übergang auf reduzierte Resonanzintegrale. Dissoziation: Links-Rechts-Korrelation, VB-Ansatz

Systematische Verbesserung von Wellenfunktionen: Variationsprinzip. Variationelle Optimierung einer Slaterdeterminante: Hartree-Fock Verfahren. Orbitalrotationen und Stationaritätsbedingung, Konstruktion von J- und K-Operatoren aus Zweielektronen-AO-Integralen, Orbitalbild, Koopman's Theorem

Kanonische und lokalisierte Orbitale, Interpretation von Photoelektronenspektren

Basisfunktionen: STO und GTO-Basen, Polarisationsfunktionen, Nomenklatur von Pople-Basen

Semiempirische Methoden durch Parametrisierung von Ein- und Zweielektronenintegralen, "Extended Hückel Theory", Hückel-Theorie für π-Systeme, Störungstheorie erster Ordnung für Hückel-Systeme: Heteroatome (Elektronegativitäts-änderung) und Bindungsalternanz, Populationsanalysen




Für die Teilnahme an der Vorlesung wird der erfolgreiche Abschluss der Grundmodule 1 (Mathematik), 2 (Physik), 4 (Allgemeine und Anorganische Experimentalchemie), sowie die Kenntnis des Inhalts der Vorlesung im Grundmodul 14 (Physikalische Chemie II) dringend empfohlen.

8. Prüfung

Abschlussklausur zur Vorlesung; Dauer: 60-180 Minuten


Bestehen der Abschlussklausur.




Einmal jährlich im Wintersemester


Prof. Dr. C. van Wüllen


Zur Vorlesung und den Übungen wird im Internet Material (Bilder/Tabellen, Übungszettel, weitere Literatur) angeboten. Zugangsdaten (inkl. Passwort) werden in der Vorlesung bekanntgegeben. Folgende Lehrbücher sind zur Einführung in die Quantenchemie besonders geeignet: • W. Kutzelnigg: "Einführung in die Theoretische Chemie (Kompaktausgabe in einem Band)" (Wiley-VCH, 2001, ISBN 978-3527306091) • J. Reinhold: "Quantentheorie der Moleküle" (Teubner, 2006, ISBN 978-3835100374) • A. Szabo, N. S.Ostlund: "Modern Quantum Chemistry" (Dover, 1996, ISBN 978-0486691862) • P. W. Atkins, R. Friedman: "Molecular Quantum Mechanics" (Oxford University Press, 2004, ISBN 978-0199274987) • I. N. Levine: Quantum Chemistry (Prentice Hall, 2008, ISBN 978-0136131069; Pearson Education, 2008, ISBN 978-0132358507)



Grundmodul 18: Physikalische Chemie VI

Kennnummer: work load Leistungspunkte (nach ECTS)




1. 1 Lehrveranstaltungen Kontaktzeit Selbststudium Leistungspunkte

Physikalisch-Chemisches Praktikum II 8 SWS x 15 = 120 h 60 h 6

2. Lehrformen

Praktikum: Durchführung und Auswertung von Versuchen in Zweiergruppen

3. Gruppengröße

Am Praktikum können maximal 25 Zweiergruppen (also max. 50 Studierende) teilnehmen.


Die Studierenden

können anspruchsvolle physikalisch-chemische Messungen durchführen und auswerten, und die dabei anfallenden Arbeiten in einer Kleingruppe effektiv organisieren; die Experimente werden thematisch überwiegend in der Veranstaltung PCIII behandelt.

5. Inhalte

Praktikum:

Durchführung, Analyse und Interpretation anspruchsvoller physikalisch-chemischer Experimente (Messungen) und fest installierten Versuchsaufbauten. Die praktischen Arbeiten werden in Zweiergruppen durchgeführt.




Für die Teilnahme am Praktikum muss das Grundmodul 14 (Physikalische Chemie II) erfolgreich abgeschlossen sein.

Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheitsunterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung

Benotete Praktikumstestate; Dauer je 15-45 Minuten


Bestehen aller Praktikumstestate.


Die Modulnote ergibt sich aus dem Durchschnitt der Noten der Testate.


Einmal jährlich im Sommersemester

Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Chemie Seite 42 von 71 Fachbereich Chemie/ TU KL 12. Modulbeauftragter

Profs. Dr. M. Gerhars / Dr. G. Niedner-Schatteburg


Zum Praktikum wird ein gebundenes Skriptum als verbindliches Material zur Verfügung gestellt, Darin sind theoretische Grundlagen, Versuchsbeschreibungen, Auswerteanleitungen, weiterführende Literaturangaben und Sicherheitsanweisungen zusammen gefasst.



Grundmodul 19: Biochemie






Vorlesung "Grundlagen der Biochemie und allgemeiner Stoffwechsel" Übung dazu Vorlesung: " Nucleinsäuren und Proteinbiosynthese" Übung dazu

2 SWS x 15 = 30 h

1 SWS x 15 = 15 h

2 SWS x 15 = 30 h 1 SWS x 15 = 15 h

150 h 8

2. Lehrformen


3. Gruppengröße



Die Studierenden

erkennen die Chemie der belebten Natur als Produkt der Evolution

beherrschen die hierarchische Einteilung, Strukturen und Eigenschaften der wichtigsten Zellkomponenten

verstehen die biologische Funktionalität von Zellkomponenten aufgrund ihrer chemischen Reaktivitäten

kennen analytische Methoden der strukturellen und funktionellen Biochemie

kennen die Strukturen und Funktionen der Nucleinsäuren und ihrer Bestandteile sowie Methoden zu ihrer Analyse und Veränderung (Gentechnik)

kennen die Strukturen und Funktionen relevanter Organellen und Moleküle, um die Genexpression mit den zugehörigen molekularen Prozessen zu verstehen

sind in die Kontrolle der Genexpression eingeführt

haben Einsicht in bestimmte molekulare genetische und medizinische Sachverhalte

5. Inhalte

Vorlesung "Grundlagen der Biochemie und allgemeiner Stoffwechsel"

Biologische Makromoleküle und ihre Bausteine: Aminosäuren, Proteine, Einführung Proteinanalytik, Nucleotide, Kohlenhydrate, Lipide

Funktionen biologischer Moleküle: Enzyme und deren Mechanismen, Einführung Enzymkinetik, Coenzyme, Kofaktoren, Hormone, Hämoglobin, biologische Membranen

Stoff- und Energiewechsel: Allgemeines, Glykolyse, Gluconeogenese, Citratzyklus, Atmungskette, Fettsäureabbau, Fettsäuresynthese, Funktion der Peroxisomen, Regulation des Stoffwechsels, Pentosephosphatweg, Photosynthese, Calvin-Zyklus

Vorlesung "Nucleinsäuren und Proteinbiosynthese"

Struktur und Funktion von Nukleotiden, Chromatin, DNA, RNA, DNA-Reparatur, Telomere

Biosynthese von Desoxynucleotiden, DNA, RNA, Proteinen (Replikation, Transkription (auch revers), Translation)

Posttranskriptionale und posttranslationale Prozesse

Regulation der Genexpression auf verschiedenen Stufen

Proteinsortierung

Gentechnik


Bachelor Chemie


Abschluss des Grundmoduls 9 (Organische Chemie I) wird dringend empfohlen.

8. Prüfung




Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Chemie Seite 44 von 71 Fachbereich Chemie/ TU KL 10. Ermittlung der Modulnote



Einmal jährlich: Vorlesung "Grundlagen der Biochemie und allgemeiner Stoffwechsel" im Wintersemester Vorlesung "Nucleinsäuren und Proteinbiochemie" im Sommersemester


Prof. Dr. A. Pierik


Vorlesungsbegleitendes Folienmaterial wird elektronisch bereitgestellt. Beratung durch Lehrpersonal. Empfohlene Lehrbücher: • Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko & Lubert Stryer (2012) Biochemie, 7. Auflage. Springer Spektrum. ISBN 978-3-8274-2988-9 • David L. Nelson & Michael M. Cox (2008) Lehninger Biochemie, 4. Auflage. Springer Spektrum. ISBN 978-3-540-68637-8 • Donald Voet, Judith G. Voet & Charlotte W. Pratt (2010) Lehrbuch der Biochemie, 2. aktualisierte und erweiterte Auflage. Wiley VCH. ISBN 978-3-527-32667-9 • Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer (2015) Biochemistry, 8th edition. WH Freeman. ISBN: 978-1-464-12610-9 • David L. Nelson, Michael M. Cox (2012) Lehninger Principles of Biochemistry Int. Ed., 6th edition. Palgrave Macmillan. ISBN: 978-1-464-10962-1 • Donald Voet, Judith G. Voet & Charlotte W. Pratt (2012) Principles of Biochemistry, 4th International student edition. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-09244-6



Grundmodul 20: Technische Chemie






Vorlesung: „Mechanische und Thermische Grundoperationen" Übungen dazu Vorlesung: „Chemische Reaktionstechnik" Übung dazu

2 SWS x 15 = 30 h

1 SWS x 15 = 15 h 2 SWS x 15 = 30 h

1 SWS x 15 = 15 h

150 h 8

2. Lehrformen

Vorlesung, Übungsbeispiele (Rechenaufgaben)

3. Gruppengröße



Die Studierenden

erwerben grundlegende Kenntnisse über die wichtigsten mechanischen und thermischen Trennverfahren in der industriellen Chemie und über deren rechnerische Auslegung

erwerben grundlegende Kenntnisse in der Auswahl und Auslegung von Reaktortypen für chemische Umsetzungen.

5. Inhalte

"Mechanische und Thermische Grundoperationen"

Grundlagen von Wärme- und Stoffübertragung sowie der Strömungslehre.

Mechanische Trennoperationen: Sedimentation, Filtration, Zentrifugieren, Flotation etc.

Thermische Grundoperationen: Destillation/Rektifikation, Flüssig/Flüssig-Extraktion, Absorption etc. "Chemische Reaktionstechnik":

Stoff- und Energiebilanzen für idealisierte Typen chemischer Reaktoren.

Berechnung der Lage des thermodynamischen Gleichgewichts für chemische Reaktionen.

Reihen- und Parallelschaltung verschiedener Reaktortypen.

Kopplung von Reaktion und Stofftransport bei heterogen katalysierten Reaktionen.

Einfluss von Nichtidealitäten auf Umsatz und Produkt-Ausbeuten.


Bachelor Chemie, Bachelor WI-Chemie


Abschluss des Grundmoduls 14 (Physikalische Chemie I) wird dringend empfohlen.

8. Prüfung


Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Chemie Seite 46 von 71 Fachbereich Chemie/ TU KL 9. Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten



Die Modulnote ergibt sich aus der Note der Abschlussklausur


Einmal jährlich: Vorlesung "Mechanische und Thermische Grundoperationen" im Sommersemester Vorlesung "Chemische Reaktionstechnik" im Wintersemester


Professor Dr.-Ing. Stefan Ernst


Internetseite zur Lehrveranstaltung (enthält vorlesungsbegleitendes Folienmaterial in elektronischer Form zum Herunterladen für die Studierenden, Lehrbuchempfehlungen, Vorab-Bereitstellung von Übungsaufgaben). • M. Baerns, A. Behr, A. Brehm, J. Gmehling, H. Hofmann. U. Onken, A. Renken: Technische Chemie (Wiley-VCH, 2006)

• W.R.A. Vauck, H.A. Müller: Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik (Wiley-VCH, 1999)

• G.H. Vogel: Lehrbuch Chemische Technologie (Wiley-VCH, 2004)

• Winnacker-Küchler – Chemische Technik, Band 1 (Wiley-VCH, 2004)

• A. Behr, D.W. Agar, J. Jörissen: Einführung in die Technische Chemie (Spektrum, 2010)

• J. Hagen: Chemiereaktoren – Auslegung und Simulation (Wiley-VCH, 2004)

• G. Emig, E. Klemm: Technische Chemie – Einführung in die Chemische Reaktionstechnik (Springer, 2005)

• O. Levenspiel: Chemical Reaction Engineering John Wiley & Sons, 1999)



Wahlpflichtmodul 1: Grundpraktikum Biochemie




CHE- BaCh -WP01-M-1 180 h 6 6. 1 Semester


Praktikum: Grundpraktikum Biochemie 8 SWS x 15 = 120 h 60 h 6

2. Lehrformen

Praktikum

3. Gruppengröße

Maximale Teilnehmerzahl: 16 Studierende


Verständnis der Struktur und Funktion zellulärer Bestandteile, Gewinnung und Analyse verschiedener Substanzen, Einführung in relevante analytische Methoden, Verständnis der Umsetzung von Gen- in Proteinstruktur, Aufklärung von Struktur-Funktions-Beziehungen, quantitative Bestimmung von Proteinen und Enzymaktivitäten, Blutanalytik

5. Inhalte

Einführung in enzymatische und nichtenzymatische analytische Methoden

Reinigung und Charakterisierung von Proteinen

Einführung gentechnischer Methoden

Enzymkinetik


Bachelor Chemie


Grundmoduls 11 (Organische Chemie III) erfolgreich abgeschlossen. Die Kenntnis des Stoffes der Vorlesungen "Grundlagen der Biochemie und Allgemeiner Stoffwechsel" und "Nucleinsäuren und Proteinbiosynthese" aus dem Grundmodul 19 (Biochemie) wird vorausgesetzt. Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheitsunterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung

Benotete Testate zu allen Praktikumsversuchen; je 15-45 Minuten


Bestehen der Praktikumstestate


Die Modulnote ergibt sich als Durchschnitt der Noten der Testate




Einmal jährlich, im Sommersemester (Block-Kurs vor oder in der ersten Hälfte der Vorlesungszeit)


Prof. Dr. A. Pierik


Ein Praktikumsskript mit Versuchsanleitungen wird ausgegeben. Der theoretische Hintergrund der Versuche wird durch die Literaturempfehlungen im Grundmodul 19 (Biochemie) abgedeckt.


Wahlpflichtmodul 2: Grundpraktikum Technische Chemie






Praktikum Technische Chemie 8 SWS x 15 = 120 h 60 h 6

2. Lehrformen

Praktikum

3. Gruppengröße

Maximal 15 Zweiergruppen (insgesamt 30 Studierende)


Die Studierenden

erwerben grundlegende Fertigkeiten zum Versuchsaufbau und zum Betreiben technisch-chemischer Laborapparate.

5. Inhalte

Praktikumsversuche zu:

Kontinuierliche Rektifikation,

Kontinuierliche Flüssig/Flüssig-Extraktion,

Gleich- und Gegenstrom-Wärmetauscher,

Kontinuierliche Rührkessel-Kaskade,

heterogen-katalysierte Reaktion in Strömungsapparatur mit Festbettreaktor,

Ermittlung von Durchbruchskurven in Strömungsapparatur mit Festbettadsorber.


Bachelor Chemie


Erfolgreicher Abschluss des Grundmoduls 18 (Technische Chemie) Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheitsunterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung

Benotete Praktikumstestate; je 15-45 Minuten


Bestandene Testate zu allen Praktikumsversuchen


Die Modulnote ergibt sich als Durchschnitt der Noten der Praktikumstestate.






Prof. Dr.-Ing. Stefan Ernst


Internetseite zur Lehrveranstaltung mit Versuchsanleitungen (inkl. theoretischem Hintergrund) und Hinweisen zur Anfertigung des Protokolls. Der theoretische Hintergrund der Praktikumsversuche wird durch die Literaturempfehlungen im Grundmodul 18 (Technische Chemie) abgedeckt.


Wahlpflichtmodul 3: Grundpraktikum Theoretische Chemie



Dauer



"Theoretikum" 8 SWS x 15 = 120 h

60 h 6

2. Lehrformen

"Theoretikum": Durchführung quantenchemischer Rechnungen an Modellsystemen "mit Bleistift und Papier" sowie mit Rechnern

3. Gruppengröße

Maximal 15 Zweiergruppen (30 Studierende)


Die Studierenden

verstehen, wie Hartree-Fock und CI-Rechnungen auf Rechenanlagen zur Ausführung kommen

können einfache quantenchemische Algorithmen auf Computern implementieren

können kommerzielle quantenchemische Programmpakete zur Lösung einfacher chemischer Probleme einsetzen

5. Inhalte

• Hartree-Fock und CI-Verfahren "mit Bleistift und Papier"

• Algorithmen der Quantenchemie: Integrale über Gaussfunktionen, Konstruktion einer Fockmatrix, Lösen verallgemeinerter Eigenwertprobleme

• Programmierung eines einfachen Hartree-Fock Verfahrens (Helium-Atom)

• Durchführung von Hartree-Fock und Dichtefunktionalrechnungen an Molekülen mittlerer Größe


Wahlpflichtmodul im Bachelor-Studiengang Chemie


Obligatorisch: Abschluss der Grundmodule 1 (Mathematik), 14 (Physikalische Chemie II)

Wünschenswert: Abschluss des Grundmoduls 16 ("Physikalische Chemie IV), Grundkenntnisse in einer Programmiersprache, vorzugsweise FORTRAN

8. Prüfung

(Benotete) Testate zu den einzelnen Aufgaben; Dauer je 15-45 Minuten


Bestandene Testate zu allen Praktikumsaufgaben



Die Modulnote ergibt sich als Durchschnitt der Note der Praktikumstestate




Prof. Dr. C. van Wüllen


Einführende Lehrbücher zu den Themen des Praktikums:

• F. Jensen, "Introduction to Computational Chemistry" (Wiley, 2006, ISBN 978-0470011874)

• A. Szabo, N. S. Ostlund, "Modern Quantum Chemistry" (Dover, 1996, ISBN 978-0486691862)



Wahlpflichtmodul: Toxikologie/ Wissenschaft (Studienbeginn Wintersemester)


Studiensemester (siehe Fußnote b)

Dauer

CHE- BaCh -WP04-M-1 180 h 6 3 1 Semester


a) Vorl.: Toxikologie I für Naturwissenschaftler b) Vorlesung/ Seminar aus dem Wahlbereich

2 SWS x 15 = 30 h

2 SWS x 15 = 30 h

120 h 3

3

2. Lehrformen

a) Vorlesung

b) Vorlesung/ Seminar

3. Gruppengröße



a) Die Studierenden

verstehen die Grundprinzipien und –methoden der Toxikologie als Wissenschaft

verstehen die Grundzüge der Giftwirkungen im Körper und des Schicksals von Fremdstoffen im Organismus

können diese Prinzipien anwenden und haben die Toxikologie relevanter Stoffgruppen erlernt

kennen die wichtigsten Rechtsvorschriften, die es zum Schutz vor gefährlichen Stoffen gibt b) Wahl

5. Inhalte

a) Toxikologie I für Naturwissenschaftler

Toxikologie als Wissenschaft

Geschichte und Aufgaben

Toxikodynamik und –kinetik

Fremdstoffmetabolismus

Mutagenese, Kanzerogenese

Tumorpromotion

Entwicklungs- und Reproduktionstoxikologie

Umwelttoxikologie

Testverfahren in der Toxikologie

Gifte und Vergiftungen

Prinzipien der Sicherheitsbewertung

Dosis-Wirkungs-Beziehungen

Risikobegriff

Grundbegriffe der Epidemiologie b) Wahl


Studiengang Bachelor Chemie


Keine

Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Chemie Seite 54 von 71 Fachbereich Chemie/ TU KL 8. Prüfung

Abschlussklausuren zu den Lehrveranstaltungen aus a) und b); Dauer: je 60-180 Minuten


Bestandene Abschlussklausuren



Einmal jährlich: Toxikologie I für Naturwissenschaftler im Wintersemester


Prof. Dr. Dr. D. Schrenk


Vorlesungsunterlagen sind im Internet verfügbar. Literatur: • K. Aktories, U. Förstermann, F. B. Hofmann, K. Starke, : Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie (Elsevier, 2013, ISBN 978-3437425233) • D. Schrenk, R. Seeger, H.-G. Neumann: Giftlexikon (Loseblattsammlung; Dt. Apotheker-Verlag, 2015, ISBN 978-

376924356) • D. Schrenk: Chemical Contaminants and Residues in Food (Woodhead Publ. 2012, ISBN 9780857090584)

b) Für Studienbeginne im Wintersemester


Wahlpflichtmodul: Toxikologie/ Wissenschaft (Studienbeginn Sommersemester)

Kennnummer:

CHE- BaCh -WP05-M-1

work load Leistungspunkte nach ECTS

Studiensemester (siehe Fußnote b)

Dauer

180 h 6 5 1 Semester


a) Vorlesung: Toxikologie II für

Naturwissenschaftler (2 SWS) b) Vorlesung/ Seminar aus dem Wahlbereich (2

SWS)

2 SWS x 15 = 30 h

2 SWS x 15 = 30 h

120 h

3

3

2 2.

Lehrformen

a) Vorlesung

b) Vorlesung/ Seminar

3 3.

Gruppengröße



a) Die Studierenden

verstehen die Grundprinzipien und –methoden der Toxikologie als Wissenschaft

verstehen die Grundzüge der Giftwirkungen im Körper und des Schicksals von Fremdstoffen im Organismus

können diese Prinzipien anwenden und haben die Toxikologie relevanter Stoffgruppen erlernt

kennen die wichtigsten Rechtsvorschriften, die es zum Schutz vor gefährlichen Stoffen gibt

b) Wahl

4 Inhalte

5. a) Toxikologie II für Naturwissenschaftler

Metalle

Anorganische Nichtmetalle

Einfache und polyzyklische Aromaten

Halogenierte Aromaten

Haloalkane, -alkene und –alkine

Biozide

Alkohole und Aldehyde

Nitro- und Aminoverbindungen

N-Nitrosamine

Natürliche Toxine

Chemische Kampf- und Reizstoffe b) Wahl


Studiengang Bachelor Chemie


Keine

8. Prüfung

Abschlussklausuren zu den Lehrveranstaltungen aus a) und b) Dauer: je 60-180 Minuten


Bestandene Abschlussklausuren.

10 Ermittlung der Modulnote

Die Modulnote ergibt sich aus dem Mittelwert der Abschlussklausuren.

11 Häufigkeit des Angebots

Einmal jährlich: Toxikologie II für Naturwissenschaftler im Sommersemester

12 Modulbeauftragter

Prof. Dr. Dr. D. Schrenk

13 Sonstige Informationen

Vorlesungsunterlagen sind im Internet verfügbar. Literatur: • K. Aktories, U. Förstermann, F. B. Hofmann, K. Starke, : Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie (Elsevier, 2009, ISBN 978-3437425226) • R. Seeger, H.-G. Neumann: Giftlexikon (Dt. Apotheker-Verlag, 2008, ISBN 978-376924356) • G. Eisenbrand, M. Metzler, F. J. Hennecke: Toxikologie für Naturwissenschaftler und Mediziner (Wiley-VCH, 2005, ISBN 978-3527309894)

b) Für Studienbeginne im Sommersemester


Bachelor-Abschlussmodul




CHE- BaCh -BAM-M-1 390 h 13 6 8 Wochen


Kontaktzeit Selbststudium Leistungspunkte

Durchführung von wissenschaftlicher Arbeit, Abfassen einer schriftlichen Abhandlung; Präsentation eines Vortrags über die erzielten Ergebnisse, Exkursion

240 h

20 h

120 h

10 h

12

1

2. Lehrformen

Die Studierenden müssen in vorgegebener Zeit ein Problem wissenschaftlich bearbeiten und die Ergebnisse fachgerecht schriftlich darstellen. Nach Abgabe der schriftlichen Ausarbeitung müssen die Studierenden in einem Kurzvortrag über die Ergebnisse berichten. Die Studierenden lernen Berufsfelder in der Chemie im Rahmen einer Exkursion kennen.

3. Gruppengröße

Die schriftliche Ausarbeitung und der Vortrag werden in der Regel von den Studierenden als Individualleistung erbracht. In begründeten Ausnahmefällen kann ein Thema auch von einer Kleingruppe bearbeitet werden. Dies ist rechtzeitig beim Prüfungsausschuss zu beantragen, der darüber entscheidet. Gruppengröße für die Exkursion


Die Studierenden

sind in der Lage, unter Anleitung wissenschaftlich zu arbeiten,

sind in der Lage, selbständige Literaturrecherchen durchzuführen

können wissenschaftliche Ergebnisse kritisch interpretieren und in den jeweiligen Kenntnisstand einordnen,

sind fähig wissenschaftliche Ergebnisse schriftlich und mündlich zu präsentieren und zu diskutieren.

Besitzen Einblicke in die Berufsfelder in der chemischen Industrie

5. Inhalte

Je nach gewählter Fachrichtung / Arbeitsgruppe und Exkursionsziel


Bachelor-Studiengang Chemie


Die allgemeinen Voraussetzungen sind durch die Fachprüfungsordnung des Bachelor-Studiengangs Chemie geregelt (§ 7 Abs. (9)). Darüber hinaus müssen, abhängig von der fachlichen Ausrichtung des Themas der Bachelor-Arbeit, folgende Voraussetzungen erfüllt werden: Bachelor-Arbeit in Anorganischer Chemie: Erfolgreicher Abschluss des Praktikums im Grundmodul 8 Bachelor-Arbeit in Organischer Chemie: Erfolgreicher Abschluss des Praktikums im Grundmodul 12 Bachelor-Arbeit in Physikalischer Chemie: Erfolgreicher Abschluss des Praktikums im Grundmodul 18 Bachelor-Arbeit in Biochemie: Erfolgreicher Abschluss des Wahlpflichtmoduls 1 Bachelor-Arbeit in Technischer Chemie: Erfolgreicher Abschluss des Wahlpflichtmoduls 2 Bachelor-Arbeit in Theoretischer Chemie: Erfolgreicher Abschluss des Wahlpflichtmoduls 3 Im Falle einer Bachelor-Arbeit mit einem fachrichtungs-übergreifenden Thema entscheidet der Betreuer oder die Betreuerin, welches der sechs oben genannten Praktika vor Beginn der Bachelor-Arbeit abgeschlossen sein muss. Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung für die Durchführung praktischer Arbeiten die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben.

An der Exkursion teilnehmen können Studierende ab dem dritten Studienjahr.

8. Prüfung

Benotete schriftliche Ausarbeitung; benoteter Vortrag (inkl. Diskussion; Dauer 45-90 Minuten)


Die schriftliche Ausarbeitung und der Vortrag zur Bachelorarbeit müssen jeweils mindestens mit der Note 4,0 bewertet worden sein, Vorlage eines unbenoteten Teilnahmescheins zur Exkursion


Die schriftliche Ausarbeitung und der Vortrag werden separat bewertet. Die schriftliche Ausarbeitung geht mit einem Gewicht von 83,33%, der Vortrag mit einem Gewicht von 16,67 % in die Note der Bachelorarbeit ein.


Mit der Bachelor-Arbeit kann sowohl im Winter- als auch im Sommersemester begonnen werden. Die Exkursion wird mindestens einmal im Semester angeboten.


Vorsitzende(r) des Prüfungsausschusses für den Bachelor-Studiengang Chemie


Internetseiten der Arbeitsgruppen des Fachbereichs Chemie



Verschiedene Wahlmodule Nachfolgend ist eine Auswahl verschiedener Wahlmodule enthalten.

Diese Liste wird ständig vom Prüfungsausschuss erweitert und aktualisiert.


Wahlmodul "Wissenschaftliches Englisch"




CHE-000-020-V-1 90 h 3 variabel 1 Semester


Wissenschaftliches Englisch 2 SWS x 15 = 30 h 60 h 3

2. Lehrformen

Integrierte Veranstaltung (Vorlesung mit Übungsanteilen)

3. Gruppengröße



Auffrischung und Vertiefung der vor Studienbeginn (auf dem Niveau der Hochschulzugangsberechtigung) vorhandenen Englischkenntnisse

Erwerb fremdsprachlicher Kompetenz beim Lesen und Abfassen wissenschaftlicher Texte aus dem Bereich der Chemie und angrenzender Naturwissenschaften

5. Inhalte

This course is designed to introduce chemistry students to the use of English in a scientific and professional context. Sample topics: Cause and Effect Structures, Laboratory Safety, Scientific Writing, Résumés, Chemical Terminology, etc.


Wahlmodul, verwendbar in unterschiedlichen Studiengängen.


Da der Kurs in englischer Sprache gehalten wird, wird der Kenntnisstand von mindestens fünf Jahren Schulunterricht im Fach Englisch erwartet.

8. Prüfung



Bestandene Abschlussklausur.

10. Stellenwert der Note in der Endnote




12. Modulbeauftragte

Carla Krüger (Lehrbeauftragte)


Der Fachbereich Chemie bietet dieses Modul als Wahlmodul für den Studiengang Bachelor Chemie an und empfiehlt den Studierenden mit schlechten Englischkenntnissen, dieses Modul im Rahmen der Wahlmodule zu belegen. Literatur: • A. Pohl, N. Brieger: Technical English - Vocabulary and Grammar (Summertown Publishing, 2002, ISBN 978-1902741765)



Wahlmodul: Grundlagen der Biostatistik

Kennnummer:

Kennung: MAT-00-33-V-0

work load Leistungspunkte

nach ECTS


Dauer

120 h 4 variabel

1 Semester


Vorlesung: Grundlagen der Biostatistik

(2+1 SWS) 2 SWS x 15 = 45 h 75 h 4

2. Lehrformen

Vorlesung mit Übung

3. Gruppengröße



Die Studierenden erlangen Grundkenntnisse in.

Numerische und graphische Zusammenfassung quantitativer Daten

Wahrscheinlichkeitstheoretische Grundlagen

Punktschätzer und Intervallschätzer

Statistische Entscheidungsverfahren

Lineare Regression

5. Inhalte

Numerische und graphische Zusammenfassung quantitativer Daten

Wahrscheinlichkeitstheoretische Grundlagen

Punktschätzer und Intervallschätzer

Statistische Entscheidungsverfahren

Lineare Regression


Pflichtmodul im Bachelor- Studiengang Lebensmittelchemie


Keine

8. Prüfung









Dr. Jean-Pierre Stockis (FB Mathematik, TU Kaiserslautern)


Informationsmaterialien werden über das Internet bzw. auf Wunsch als Kopievorlagen zur Verfügung gestellt und

ermöglichen die Vor- und Nachbereitung und Vertiefung des vermittelten Stoffes.

Periodische Repetitorien und Diskussionen ermöglichen eine Selbstkontrolle und eine Rekapitulation der Lehrinhalte.

Empfohlenen Literatur:

L. Sachs: Statistische Methoden



Wahlmodul: Einführung in die Psychologie



Dauer

SO-07-1.1004-V-1 90 h 3 variabel 1 Semester


Einführung in die Psychologie – Vorlesung

2 SWS x 15 = 30 h 60 h 3

2. Lehrformen

Vorlesung

3. Gruppengröße



Grundlegende Kenntnisse von Konzepten, Theorien und Erkenntnissen auf den Gebieten der Kognitiven und Sozialpsychologie

5. Inhalte

Wir alle verfügen über die Fähigkeit, Informationen aufzunehmen, zu behalten und zu nutzen. Aber wie funktionieren diese grundlegenden Fähigkeiten? In der Vorlesung betrachten wir zunächst die zentrale Rolle unserer verschiedenen Gedächtnissysteme für Wahrnehmung, Lernen, Wissen und Denken. Wir schauen uns an, wie unsere Wahrnehmungsprozesse ein Abbild der Welt entstehen lassen, betrachten dann verschiede Formen des assoziativen, kognitiven und sozialen Lernens und untersuchen schließlich höhere Denkvorgänge wie Schlussfolgern und Problemlösen. Für all diese Funktionen spielen Erfahrung und Wissen und deren Organisation im Gedächtnis eine entscheidende Rolle. Wir gehen von Beispielen aus Alltag, Kunst und Literatur aus und stützen uns auf experimentelle Befunde aus Psychologie und Neurowissenschaften.


Wahlmodul im Bachelor-Studiengang Chemie


Keine

8. Prüfung



Durch bestandene Abschlussklausur oder Erstellung eines Wikis.


Die Modulnote ergibt sich aus der Note der Abschlussklausur oder dem erstellten Wiki.


Im Sommersemester


Prof. Dr. Th. Schmidt (FB Sozialwissenschaften)

Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Chemie Seite 64 von 71 Fachbereich Chemie/ TU KL 13. Sonstige Informationen

Verbindliches Lehrbuch: Smith, Nolen -Hoeksema, Friedrich & Loftus. "Atkinson und Hilgards Einführung in die Psychologie". (14. Auflage). Amsterdam: Elsevier. Weitere Literatur wird in der Vorlesung bekanntgegeben. Veranstaltung ist anmeldepflichtig. Wird der Schein durch Erstellung eines Wikis erworben, ist eine Gruppengröße von ca. 4 Personen vorgesehen.



Wahlmodul: Wissenschaftstheorie

Kennnummer:

SO-04-7.114-S-1

work load Leistungspunkte nach ECTS


Dauer

60 h 2 variabel 1 Semester


Wissenschaftstheorie I - Seminar 2 SWS x 15 = 30 h 30 h 2

2. Lehrformen

Seminar

3. Gruppengröße

Ca. 30


Erwerb von grundlegenden Kenntnissen der Sprachphilosophie, Logik, Schlußlogik, Wahrheitstheorien, Begründungstheorien, Hypothetisch-Deduktiven Methode, Erklärungsarten, Geschichte der Wissenschaftstheorie

5. Inhalte

Geschichte der Wissenschaftstheorie, Grundlagen der Wissenschaftstheorie, Kritik an unterschiedlichen Ansätzen. Einführung in die Struktur der praktischen Argumentation und der wissenschaftlichen Methode sowie Klärung wissenschaftstheoretischer und logischer Grundbegriffe.




Keine.

8. Prüfung

Abschlussklausur¸ Dauer: 60-180 Minuten




Die Modulnote ergibt sich aus der Abschlussklausur


Im Wintersemester


Herr S. Roterberg, M.A. (FB Sozialwissenschaften, TU KL)


Empfohlene Literatur Literatur wird im Seminar bekanntgegeben. Die Veranstaltung ist anmeldepflichtig



Wahlmodul Patentrecht



Dauer

WIW-IWR-PAT-V-7

90 h 3 variabel 1 Semester


Patentrecht 2 SWS x 15 = 30 h 60 h 3

2. Lehrformen

Vorlesung

3. Gruppengröße

Maximale Gruppengröße: Fassungsvermögen des Hörsaals


Grundzüge des Patentrechts Verhältnis von Recht und Technik

5. Inhalte

In dieser Veranstaltung wird der Schutz technischer Erfindungen durch das Patentrecht als Teil des geistigen Eigentums erläutert. Inhaltlich dreht sich daher alles um „das Patent“: • Patentvoraussetzungen • Erfindungsbegriff • Softwarepatente • Patente mit Biotechnologie-Bezug • Patentverfahren • Patentverletzung • Europäisches Patentrecht • Internationales Patentrecht (WTO, TRIPS) • Patentmanagement.




Keine

8. Prüfung







Wintersemester


Prof. Dr. M. Hassemer (FB Wirtschaftswissenschaften)


Literatur:

Einführungsliteratur (weiterführende Literatur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben): - Hassemer, Patentrecht (2011)



Wahlmodul Umweltrecht

Kennnummer:

RU-OERECHT-111-V-1


nach ECTS



90 h 3 4. 1 Semester


Vorlesung „Grundlagen des stoff- und

produktbezogenen Umweltrechts“ 2 SWS x 15 = 30 h 60 h 3

2. Lehrformen

Vorlesung.

3. Gruppengröße

Teilnehmerzahl durch Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt.


Die Studierenden

sind mit der grundlegenden Struktur des Rechtssystems vertraut

kennen die Grundlagen des Allgemeinen Umweltrechts auf völkerrechtlicher, europäischer und nationaler Ebene

kennen die rechtliche Basis des stoff- und anlagenbezogenen Umweltrechts auf völkerrechtlicher, europäischer und

nationaler Ebene

sind mit den Grundprinzipien des Gefahrstoffrechts auf völkerrechtlicher, europäischer und nationaler Ebene vertraut.

5. Inhalte

- Rechtskunde

- Einführung in das Rechtssystem

- Abgrenzung: Privat-, Straf-, und Öffentliches Recht

- Allgemeines Umweltrecht

- Umweltvölkerrecht

- Umwelteuroparecht

- Umweltverfassungsrecht

- Fachübergreifendes Umweltrecht

- Prinzipien und Instrumente des Umweltrechts

- Besonderes Umweltrecht

- Gefahrstoffrecht

- stoff- und anlagenbezogenes Immissionsschutz und Wasserhaushaltsrecht

- stoff- und anlagenbezogenes Arzneimittel-, Gentechnik-, Pflanzenschutz-, und

Düngemittelrecht

- Abgrenzung Lebensmittel- und Arzneimittelrecht



Pflichtmodul im Masterstudiengang Lebensmittelchemie


Keine

8. Prüfung



Bestandene Klausur






Prof. Dr. W. Spannowsky (FB Architektur/Raum- und Umweltplanung/Bauingenieurwesen, TU Kaiserslautern)

13.

Sonstige Informationen:

Literatur:

• M. Kloepfer: Umweltschutzrecht (Beck Juristischer Verlag, 2008, ISBN 978-3406574863)

• W. Erbguth, S. Schlacke: Umweltrecht, 3. Auflage (Nomos, 2010, ISBN 978-3832949822)

• H.-J. Peters: Umweltrecht, 4 Auflage (Kohlhammer, 2010, ISBN 978-3-17-021256-5)

J. Schünemann: Pflichtenheft Gefahrstoffrecht, 6. Auflage (ecomed Sicherheit, ISBN 978-3-609-68298-3)

a) Die Angaben im Modulhandbuch zu den Studiensemestern beziehen sich auf die im Anhang (des Modulhandbuches) empfoh-lene chronologische Struktur des Bachelor-Studiengangs für Studierende, die das Studium im Wintersemester beginnen. Studien-anfängern im Sommersemester wird ein davon abweichender Studienplan empfohlen (s. Anhang)

Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Chemie Seite 71 von 71

Wahlmodul: Beschaffung von und Umgang mit Literatur

Kennnummer:

CHE-000-021-V-1


nach ECTS



30 h 1 4. 1 Semester


Beschaffung von und Umgang mit Literatur Kontaktzeit Selbststudium Leistungspunkte

0,5 SWS x 15 = 10 h 20 h 1

2. Lehrformen

Vorlesung/Übung

3. Gruppengröße

Mindestteilnehmerzahl: 10, max. Teilnehmerzahl: 20


Erwerb von Recherchestrategien

5. Inhalte

Im angebotenen Kurs werden neben der Vermittlung von Recherchestrategien die an der TU KL verfügbaren, für die Chemie

relevanten Datenbanken (u.a. Web of Science, SciFinder) näher vorgestellt. Der praktische Umgang mit diesen

Datenbanken, inklusive Nutzung von Paper alert services, wird anhand konkreter Beispiele geübt. Zusätzlich werden die

Grundbausteine zum Erstellen einer wissenschaftlichen Arbeit vermittelt und dabei besonderes Augenmerk auf die

Literaturverwaltung mittels spezieller Software gelegt.


Wahlmodul


Keine

8. Prüfung

Abschlussklausur (Dauer: 45 Minuten, benotet)


Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten: Regelmäßige Teilnahme am Kurs,

bestandene Abschlussklausur





12. Modulbeauftragter / Dozent(in)

Dr. rer. nat. Désirée Griesemer


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