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Modulbeschreibung Master of Education, Teilfach CHEMIE
Stand: 21.06.2015
Studiengang Master of Education
Teilfach Chemie (MEdCh)
Verzeichnis der Pflicht- und Wahlpflichtmodule
Modulbeschreibung Master of Education, Teilfach CHEMIE
Stand: 21.06.2015
Modul: Schulorientiertes Experimentieren I (Sekundarstufe I)
Modulnummer MEdCh 1.1
Workload 180 h
Umfang 6 LP (inkl. 2 LP Fachdidaktik)
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter StD Meinrad Fels
Anbietendes Institut (ggf. Abt.) Institut für Anorg. Chemie
Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus Fach-semester
Master of Education Chemie Pflicht 1
Lernziele und Schlüsselkompetenzen Fachwissenschaft Die Studierenden erarbeiten Konzepte chemischer Experimentaltechniken und üben dabei die
Elementarisierung von praxisbezogenen Problemen aus dem Fachdidaktikmodul des Bachelor-Studienganges ein. Dabei erarbeiten sie sich ein Portfolio an Versuchsvorschriften aus der Sekundarstufe I des Chemieunterrichts. Die Studierenden erkennen und beherrschen die fachwissenschaftlichen Hintergründe dieser Versuche. Sie reflektieren Setting und die Reichweite des Experimentes und arbeiten z. B. mit Experimentierboxen zur Lösung von Problemen.
Fachdidaktik Die Studierenden trainieren die spezifischen Randbedingungen des Schulunterrichts fur das Durchfuhren von chemischen Experimenten (z.B. Arbeitssicherheit, Alltagsrelevanz, apparative Ausstattung, Wahrnehmung durch die Schuler, Demonstration, Schulerexperiment). Die Studierenden sind in der Lage, zielgruppenorientiert Experimente fur den Chemieunterricht auszuwählen und diese zu planen und zu präsentieren.
Inhalte Fachwissenschaft Die versuchsspezifischen Vorgaben richten sich nach den Randbedingungen des Schulunterrichts
für die Sekundarstufe I. Die ausgewählten Versuche bilden die unterrichtsrelevante Breite des Fachs Chemie ab. Die wissenschaftliche Durchdringung der Versuche erfolgt auf Universitätsniveau.
Fachdidaktik Die Studierenden erwerben Kenntnisse grundlegender schulrelevanter Experimente und die Fähigkeit, diese am didaktischen Ort einzusetzen und auszuwerten die Fähigkeit, ein Teilgebiet der Chemie in altersgerecht elementarisierter Form darzustellen.
Teilnahme-voraussetzungen Bachelor-Abschluss
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h]
1 Praktikum (max. 15 Stud.) 8 120 2 Begleitseminar zum Praktikum (max. 15 Stud.) 1 15 Selbststudienzeit 45 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Präsentation von 8 Experimenten (aus 2 Halbjahren der
Sekundarstufe I); Präsentation zu einer Unterrichtseinheit aus einem weiteren Halbjahr der S I (30 min)
80%
20%
Studienleistungen als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Vorbereitung und Protokollierung der Experimente, Diskussion von Experimentalvorführungen; Vorbereitung und Protokollierung einer Unterrichtseinheit; Führen des Experimentalportfolios
Sonstiges Literatur: Demuth, Parchmann, Ralle (Hrsg.) (2006) Chemie im Kontext, Cornelsen Verlag. Schwedt, Georg (2008) Experimente mit Supermarktprodukten, Wiley-VCh, Weinheim. Schwedt, Georg (2009) noch mehr Experimente mit Supermarktprodukten, Wiley-VCh,
Weinheim. z.e.u.s. Materialien Chemie S I. Band 1 und Band 2, Stark-Verlag. Diverse aktuelle Schulbücher verschiedener Verlage
Modulbeschreibung Master of Education, Teilfach CHEMIE
Stand: 21.06.2015
Modul: Seminar Fachdidaktik II
Modulnummer MEdCh 1.2
Workload 90 h
Umfang 3 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter StD Meinrad Fels
Anbietendes Institut (ggf. Abt.) Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus Fach-semester
Master of Education Chemie Pflicht 1
Lernziele und Schlüsselkompetenzen
Fachwissenschaft Die Studierenden begründen Chemieunterricht theoriegeleitet in unterschiedlicher Breite und Tiefe und planen adressatenorientiert vor dem Hintergrund der Richtlinien, Lehrpläne und der Rahmenkonzeption Praxissemester NRW zwei Unterrichtsvorhaben im Umfang von 8 - 10 Stunden. Sie entwickeln zu ausgewählten Themenstellungen des Chemieunterrichts unter Einbeziehung der Lerner-Perspektiven eine geeignete didaktisch-methodische Konzeption. Sie beziehen wissenschaftliche Inhalte des Unterrichtsfaches Chemie sowie der Bildungswissenschaften auf Situationen und Prozesse schulischer Praxis. Sie überprüfen Unterrichtskonzepte und reflektieren diese. Sie entwickeln Unterrichtsansätze und -methoden unter Berücksichtigung neuer fachlicher Erkenntnisse weiter.
Schlüsselkompetenzen Kompetenz- und adressatenorientierte Planung und Durchfuhrung von Unterricht; Sachgerechter Einsatz methodischer Grundformen von Unterrichtsverfahren; Durchdringung der Bedeutung von Experimenten im Unterricht (didaktischer Einsatz, Gründe für, Anforderungen an und Reichweite von Experimenten)
Inhalte Richtlinien und Kernlehrpläne für das Fach Chemie unter Berucksichtigung von Sicherheitsvorschriften fur das chemische Arbeiten in der Schule; Grundlagen der schriftlichen Unterrichtsplanung; Diskurs zu Planungsentscheidungen vor dem Hintergrund der fachwissenschaftlichen und fachdidaktischen Grundlagen; Einführung in die naturwissenschaftliche und chemiespezifische Unterrichtsmethodik; Einfuhrung in die Kommunikation im unterrichtlichen Kontext.
Teilnahme-voraussetzungen Teilnahme an MEdCh1.1
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h]
1 Seminar (max. 15 Stud.) 3 45 Vor- und Nachbereitung 45 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung 2 Referate je 30 Min. (Vorstellung je eines Studien- und
Unterrichtsprojekts) je 50%
Studienleistungen als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Planung je eines Studien- und Unterrichtsprojektes Fortführung des Portfolios Praxiselemente
Sonstiges Literatur: Barke, Harsch (2011) Chemiedidaktik kompakt: Lernprozesse in Theorie und Praxis. 1. Aufl.,
Springer Verlag, Berlin Heidelberg. Barke, Harsch (2009) Chemiedidaktik kompakt: Diagnose und Korrektur von
Schülervorstellungen, 2. Aufl., Springer Verlag, Berlin Heidelberg. Kranz, Schorn (2008) Fachmethodik: Chemie-Methodik, Handbuch fur die Sekundarstufe I und II,
1. Aufl., Verlag Cornelsen Scriptor, Berlin. Demuth, Parchmann, Ralle (2008) Chemie im Kontext: Von der Innovation zur nachhaltigen
Verbreitung eines Unterrichtskonzepts, Waxmann Verlag, Paderborn. Schmidkunz, Lindemann (1992) Das forschend-entwickelnde Unterrichtsverfahren. 3. Aufl.,
Westarp, Hohenwarsleben.
Modulbeschreibung Master of Education, Teilfach CHEMIE
Stand: 21.06.2015
Modul: Schulorientiertes Experimentieren II (EPh/Q1/Q2)
Modulnummer MEdCh 2.1
Workload 180 h
Umfang 6 LP (inkl. 3 LP Fachdidaktik)
Dauer Modul 1 Semester
Turnus SS
Modulbeauftragter OStR Peter Brinkmann Anbietendes Institut (ggf. Abt.) Institut für anorg. Chemie
Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus Fach-semester
Master of Education Chemie Pflicht 2
Lernziele und Schlüsselkompetenzen Fachwissenschaft Die Studierenden erarbeiten und üben Konzepte chemischer Experimentaltechniken. Das Portfolio
an Versuchsvorschriften fur den Schulunterricht wird durch weitere Experimente erweitert. Dabei werden zur Vertiefung auch zwei Experimente aus dem Modul MEdCh1.1 auf das Sek.-II-Niveau angepasst. Die Studierenden erkennen und beherrschen die fachwissenschaftlichen Hintergründe dieser Versuche.
Fachdidaktik Die Studierenden erlernen, planen und uben das Durchfuhren und Präsentieren von Experimenten unter den spezifischen, differenzierten Randbedingungen des Schulunterrichts der Qualifikationsphase (Q1/ Q2) und der Einführungsphase (EPh). Schwerpunkte sind didaktische Analyse sowie Einsatzzweck und die Zielrichtung des Experimentes im Unterricht und Präsentationsformen von Experimenten sowie deren Einbindung in Unterricht. Die Studierenden erwerben Kompetenzen beim Einsatz moderner Medien im Unterricht (Informationsbeschaffung, e-learning, Multimediapräsentationen) auch in Verbindung mit Schulexperimenten.
Inhalte Fachwissenschaft In diesem Praktikum fuhren die Studierenden eigenständig chemische Experimente durch, wie sie
aus den Unterrichtskontexten der Qualifikationsphasen 1 und 2 bzw. der Einführungsphase erwachsen. Die fachwissenschaftliche Durchdringung erfolgt bis auf Hochschulniveau. Dabei legen die Studierenden besonderes Augenmerk auf Recherche, Optimierung von Versuchsparametern und Einschätzung der Durchfuhrbarkeit im Hinblick auf Zeitrahmen, Sicherheit und örtliche Gegebenheiten.
Fachdidaktik Die Studierenden entwickeln zu ausgewählten Themen unter besonderer Berücksichtigung der Vielfalt der in Inhaltsfelder gegliederten fachlichen Kontexte der Kernlehrpläne gegenüberstellend geeignete, didaktische Konzeptionen zur lernpraktischen Umsetzung. Dabei werden in den Ausarbeitungen der Projekte die besonderen individuellen Perspektiven und Situationen der Lernenden im Chemieunterricht in ihrer Differenziertheit in adäquater Form antizipiert und berücksichtigt. Die Studierenden präsentieren entsprechend relevante Experimente und Experimentalreihen.
Teilnahme-voraussetzungen Modul MEdCh1.1
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h]
1 Praktikum (max. 15 Stud.) 6 90 2 Begleitseminar zum Praktikum (max. 15 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 60 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Präsentation von 6 Experimenten (je 2 aus drei Halbjahren der
Qualifikationsphasen 1 und 2 bzw. der Einführungsphase) Experimentgestützte Präsentation eines multiperspektivischen Unterrichtsversuchs (aus dem verbleibenden Halbjahr der EPh, Q1 oder Q2) (max. 45 Min.)
60 %
40 %
Studienleistungen als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Vorbereitung und Protokollierung von 6 Experimentalausarbeitungen (je 2 aus 3 verschiedenen Halbjahren der SI bzw. Q1); Diskussion von Experimentalvorführungen; Führen des Experimentalportfolios
Sonstiges Literatur: Barke, Harsch, Marohn, Krees (2015) Chemiedidaktik kompakt: Lernprozesse in Theorie und
Praxis. 2. Aufl., Springer, Berlin. Brown, LeMay, Bursten, Bruice (2014) Basiswissen Chemie: Grundlagen der Allgemeinen,
Anorganischen und Organischen Chemie, 1.Aufl., Pearson Studium. Barke, Harsch (2006) Chemiedidaktik kompakt: Diagnose und Korrektur von
Schülervorstellungen. 1. Aufl., Springer, Berlin. Schmidtkunz, Lindemann (1992) Das forschend-entwickelnde Unterrichtsverfahren
Problemlösen im naturwissenschaftlichen Unterricht. 6.Aufl. Westarp Wissenschaften, Hohenwarsleben.
Modulbeschreibung Master of Education, Teilfach CHEMIE
Stand: 21.06.2015
Modul: Seminar Fachdidaktik Ch III (Vorbereitung- und Begleitung des Praxissemesters)
Modulnummer MEdCh 2.2
Workload 180 h
Umfang 8 LP
Dauer Modul 2 Semester
Turnus SS + WS
Modulbeauftragte OStR Peter Brinkmann, StD Meinrad Fels
Anbietendes Institut (ggf. Abt.) Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus Fach-semester
Master of Education Chemie Pflicht 2. und 3.
1) Vorbereitungsseminar
Lernziele
Planung von Chemieunterricht durch Verknüpfung des Schulorientiertes Experimentierens I/II mit Analyse von Unterrichtsplanungen sowie Reflexion eigener Unterrichtserfahrung, mit Fokus auf Kompetenzerwerb, didaktischen Aufbau, Schwerpunktprobleme und möglichen Integration von Modellen und Medien für die Entwicklung von Unterrichtseinheiten.
Schüsselkompetenzen
Kompetenzorientierte Planung und Durchfuhrung von Experimentalunterricht; Fachspezifische Lernzielformulierungen nach Zielklassen (Lernzieltaxonomie); Formulierung von Aufgaben nach Aufgabenklassen und Grundlagen der Leistungsmessung und -bewertung sowie daraus resultierende Möglichkeiten individueller Förderungen und Diagnose
Fachdidaktische Inhalte
Die Studierenden erarbeiten jeweils ein spiralcurriculares Unterrichtsvorhaben (aus SI (MEdCh1.1) und einem verbleibenden Halbjahr der EPh/Q1/Q2 (MEdCh2.1) in seiner Differenziertheit in adäquater Form und binden entsprechend-relevante Experimente unter Formulierung der jeweiligen konzept- und prozessbezogenen Kompetenzen der KLP ein. Schwerpunkte sind unter Einbeziehung des Experimentalportfolios Planung, Durchfuhrung und Diskurs und Reflexion zu Studien- und Unterrichtsvorhaben anhand von Beispielen aus der Literatur und dem Schulalltag auf der Grundlage wissenschaftlicher Methoden der Fachdidaktik.
2) Begleitseminar
Lernziele
Die Studierenden reflektieren die vorbereiteten Unterrichtsvorhaben im Hinblick auf ihre Praxiserfahrungen aus dem Schulalltag unter Einbindung von angewandten Diagnose und Förderkonzepten sowie von Leistungsmessung und -bewertung. Die Studierenden entwickeln aus ihren ersten Erfahrungen mit der Lehrtätigkeit Fragen für die Fachdidaktik Chemie und die Bildungswissenschaften. Sie planen und reflektieren vor dem Hintergrund relevanter didaktischer Modelle Unterrichtsprojekte, z.B. • Beobachtung und Analyse von Chemieunterricht anhand didaktischer Kriterien, • Verhalten in konfliktträchtigen Situationen des Schulalltags, • Bedeutung von Experimenten im Chemieunterricht. Die Studierenden erfahren Unterstützung bei Planung, Durchführung und Reflexion ihrer theoriegeleiteten Studien- und Unterrichtsprojekte, der Entwicklung einer forschenden Lernhaltung sowie der Abfassung ihrer Berichte.
Schüsselkompetenzen
Fähigkeit zur Reflexion kompetenzorientierter Planung und Durchführung von Unterricht, angewandter Diagnose- und Förderkonzepte sowie von Leistungsmessung und -bewertung.
Fachdidaktische Inhalte
Kompetenz- und adressatenorientierter Unterricht; Kernlehrpläne für das Fach Chemie; Vertiefung der chemiespezifischen Unterrichtsmethodik; Planungsentscheidungen vor dem Hintergrund der fachwissenschaftlichen und fachdidaktischen Grundlagen; Verfassen von schriftlichen Unterrichtsplanungen, Leistungsmessungen und Bewertung von Schülerleistungen; Reflexion von Methoden und Kommunikation im unterrichtlichen Kontext.
Teilnahme-voraussetzungen keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h]
1) Vorbereitungsseminar zum Praxissemester (max. 15 Stud.) 2 30
Vor- und Nachbereitung 90
2) Begleitseminar zum Praxissemester (max. 15 Stud.) (ein Studientag pro Woche; Vorlesungszeit in der Uni, außerhalb im ZfsL; E-Learning oder Blockveranstaltung ist möglich)
2 30
Vor- und Nachbereitung 90
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Modulbeschreibung Master of Education, Teilfach CHEMIE
Stand: 21.06.2015
Hausarbeit zum Studien- und Unterrichtsprojekt (wissenschaftliche Auseinandersetzung mit schulischen Fragen des Lehrens und Lernens )
100%
Studienleistungen als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Führen des Portfolios Praxiselemente Planung und Durchführung eines Studien- und Unterrichtsprojektes
Sonstiges
Literatur: Kremer (2014) Vom Referat bis zur Examensarbeit. 4. Aufl., Springer, Berlin. Krüger, Parchmann, Schecker (2014) Methoden in der naturwissenschaftsdidaktischen
Forschung. 1. Aufl., Springer, Berlin. Mattes (2011) Methoden für den Unterricht kompakte Übersichten für Lehrende und
Lernende. 1. Aufl., Schöningh, Paderborn. Haupt, Moritz (2008) Modelle chemischer Substanzen für den Anfangsunterricht. 1.Aufl.,
Aulis Verlag Deubner, Köln. Kranz, Schorn (2008) Fachmethodik: Chemie-Methodik, Handbuch fur die Sekundarstufe I
und II. 1. Aufl., Cornelsen Scriptor, Berlin.
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Konzepte und Synthesen in der Organischen Chemie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 1.3.1
Workload 180 h
Umfang 6 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter Prof. Dr. D. Menche
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 1. Sem.
Lernziele und Schlüssel-kompetenzen
- Vertiefung des Verständnis von Reaktionen der Organischen Chemie und Anwendung dieses Wissens
- Erwerb von Kenntnissen über weiterführende Konzepte und Synthesemethoden der Organischen Chemie
- mündliche Darstellung einfacherer wissenschaftlicher Sachverhalte - Informationsmanagement - Entwicklung von Problemlösefähigkeiten - analytische Fähigkeiten, z. B. das Ableiten einfacher Synthesepläne für
organische Verbindungen - Erlernen von Präsentationstechniken - Entscheidungsfähigkeit weiter ausbauen - Reflexionsfähigkeit schulen - Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln
Inhalte Aufbauend auf dem Basiswissen werden fortgeschrittene Konzepte der Organischen Chemie vorgestellt, wie z. B.
• Lineare Freie-Energie-Beziehungen, • das HSAB-Konzept, • der Einfluss von Reaktionsmedien, • die Grenzorbitaltheorie, • die Baldwin-Regeln, • die Verwendung metallorganischer Reagenzien, • Schutzgruppenkonzepte, • die Anwendung enzymatischer Reaktionen, • die Retrosynthese, • lineare vs. konvergente Synthesestrategien, • die Templatsynthese, • die Kombinatorische Chemie oder • die biomimetische Synthese
und deren Potential zur Durchführung von selektiven stöchiometrischen und katalytischen Reaktionen zur Knüpfung chemischer Bindungen und zur Synthese ausgewählter Zielmoleküle herangezogen.
Teilnahme-voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h] 1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 5 75 2 Seminar 2 30 Prüfungsvorbereitung 75 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur (120 Minuten) 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
keine
Sonstiges Literatur: Brückner, Reaktionsmechanismen (Spektrum)
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Einführung in die anorganische Molekül- und Festkörperchemie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 1.3.2
Workload 180 h
Umfang 6 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Beck, Prof. Dr. A. Filippou
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 1. Sem.
Lernziele und Schlüsselkompe-tenzen
- Grundlegende Kenntnisse der anorganischen Molekül- und Festkörperchemie - Sichere und korrekte Durchführung von Synthesen anorganischer
Molekülverbindungen und Festkörpern - Beherrschung und Verständnis der Methoden zur Charakterisierung - Verständnis der vorgestellten Strukturen und Bindungsmodelle - Erwerb der Fähigkeit, erworbenes Wissen bei der Diskussion auf unbekannte
chemische Verbindungen zu transferieren - Fähigkeit zur schriftliche Dokumentation komplexerer wissenschaftlicher
Sachverhalte - Informationsmanagement - Umgang mit originaler wissenschaftlicher Fachliteratur - Fähigkeit, englischsprachige Fachartikel zu lesen und zu verstehen - Analytische Fähigkeiten - Kooperationsbereitschaft - Kommunikationsfähigkeit
Inhalte Hauptgruppenelementorganyle (Einführung): heteronukleare-NMR-Spektroskopie (11B, 29Si und 31P), heteronukleare Kopplungen, Ableitung von Strukturargumenten Synthese, Struktur und Bindungsverhältnisse von Li-, Mg-, B-, Al-, Si und P-Organylen Chemie von Übergangsmetallkomplexen mit σ- und π-Akzeptor-Liganden (Einführung): Carbonylkomplexe: Synthese, Struktur, Bindungsverhältnisse, ausgewählte Reaktionen und Anwendungen, isoelektronische Liganden zu CO Metallocene und andere Cyclopentadienyl-Komplexe von Übergangsmetallen, Bis(aren)metallkomplexe und Aren-Metall-Carbonyle: Synthese, Struktur, Bindungsverhältnisse, ausgewählte Reaktionen und Anwendungen Strukturbeschreibung anorganischer Festkörper: Dichteste Kugelpackungen, Strukturen der Metalle einfache binäre und ternäre Kristallstrukturen, abgeleitet von dichtesten Packungen Gitterenergien, Born-Haber-Zyklus, Coulomb-Ansatz, Born-Landé-Gleichung Charakterisierung anorganischer Festkörper: Beugung an Kristallen, Grundlagen der Röntgenstrahlungsbeugung an Pulvern Chemische Analysenmethoden von Festkörpern: EDX mit der Mikrosonde, MS, AAS und OES, DTA, TEM) Präparative Methoden: Festkörperreaktionen Kristallisation aus Lösungen und Schmelzen Sol-Gel-Verfahren Hydrothermalsynthese Chemischer Transport, CVD Eigenschaften anorganischer Festkörper: Einführung in die elektronische Struktur von Feststoffen Metalle, Halbmetalle, Nichtmetalle Realkristalle und Defekte, Ionenleiter
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Teilnahme-voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h] 1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 4 60 Vor- und Nachbereitung 37,5 2 Seminar (max. 60 Stud.) 1 15 Vor- und Nachbereitung 15 Prüfungsvorbereitung 52,5 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur oder mündliche Prüfung 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
keine
Sonstiges Literatur: Smart/Moore, Solid State Chemistry, Taylor & Francis, 2005 E. Riedel, Moderne Anorganische Chemie, Walter de Gruyter C. Elschenbroich, Organometallchemie, Teubner Verlag N.N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemie der Elemente, Kalinowski, Berger, Braun, Heteronukleare-NMR-Spektroskopie
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Grundlagen der Biochemie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 1.3.3
Workload 180 h
Umfang 6 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter Prof. Dr. C. Thiele
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Institut für Molekulare Biomedizin (LIMES-Institut)
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 1. Sem.
Lernziele und Schlüsselkompe-tenzen
- Verständnis der unter Inhalte gennanten Teilbereiche der Biochemie und Zellbiologie
- Anwendung der gelernten Inhalte und Konzepte auf nah verwandte Teilbereiche - analytische Fähigkeiten: die Studierenden lernen, biochemische Strukturen und
Vorgänge mit grundlegenden Konzepten der allgemeinen und organischen Chemie erklären, sowie die Logik des Aufbaus biochemischer Reaktionswege und deren evolutionären Hintergrund zu erkennen
- Problemlösungsfähigkeit: die Studierenden lernen, die Prinzipien biochemischer Reaktionswege auf neue Reaktionen zu übertragen.
- kritisches Denken: Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden, einfachere Informationen über Gesundheit und Ernährung aus Presse und Internet auf ihren wissenschaftlichen Gehalt überprüfen und beurteilen zu können.
Inhalte Proteinstrukturen, -konformationen und –dynamik: Historische Entwicklung biochemischer Konzepte, Zelltheorie, Proteinstrukturen, Membranproteine, Proteinbiosynthese, Hämoglobin und Sauerstofftransport, Mechanismus der Enzymkatalyse, Enzymkinetik Energiestoffwechsel: Thermodynamische Grundbegriffe, Glykolyse, Pyruvatdehydrogenase, Zitronesäurezyklus, Glyoxalatzyklus, Atmungskette, Pentosephosphatweg, Gluconeogenese, Glykogenstoffwechsel, CO2-Fixierung Nucleinsäuren: Zusammensetzung und Struktur von DNA und RNA, prokaryontische DNA-Replikation, Plasmide und Restriktionsenzyme
Teilnahme-voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h]
1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 30 2 Seminar (max. 60 Stud.) 1 60 Vor- und Nachbereitung 30 Klausurvorbereitung 30 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Referat unbenotet
Sonstiges Literatur: D. Voet & J.G. Voet, Biochemistry, John Wiley & Sons. J.M. Berg, J.L.Tymoczko, L. Stryer, Biochemistry, W.H. Freemann and Company, New York, 2002. D. E. Metzler, Biochemistry, 2. Ed. The Chemical Reactions of Living Cells, Volume 1+2, Academic Press, 2001.
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Rechtskunde und Toxikologie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 1.3.4
Workload 120 h
Umfang 6 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter Der Vorsitzende des Prüfungsausschusses
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Angebot durch Lehreinheit Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 1. Sem.
Lernziele und Schlüsselkompe-tenzen
Die Studierenden sollen die Grundlagen der allgemeinen Toxikologie erlernen. Im rechtskundlichen Teil sollen die Studierenden die grundlegenden Rechtsvorschriften, die für angehende Chemiker relevant sind, kennen lernen. Die Studierenden sollen die Zusammenhänge zwischen deutscher Gesetzgebung, gesellschaftlich-politischen Vorgaben und modernem Europarecht kennen und bewerten können. Der erfolgreiche Besuch der Veranstaltung dient zum Erwerb der Sachkunde nach §5 der Chemikalien-Verbotsverordnung
Inhalte 1. Teilbereich Toxikologie
• Theoretische Einführung in die Toxikologie: Begriffserläuterungen; Abgrenzungen; Zielsetzungen; Informationsbeschaffung; Literaturhinweise
• Einführung in die Toxikodynamik: molekulare Wirkmechanismen unspezifischer und spezifischer sowie genomischer und nicht-genomischer Gifte. Grundprinzipien rezeptorvermittelter Effekte: Kompetition, Allosterie, intrinsische Aktivität.
• Angriffsorte von Giften: Nervensystem, Leber, Niere, Herz, Blut. • Einführung in die Toxikokinetik: Aufnahme, Verteilung, Verstoffwechselung
und Ausscheidung von Giften. Molekulare Basis der Stoffaufnahme, Verteilung, präsystemischer Elimination, metaboler Veränderung und Elimination. Charakteristika wiederholter Giftstoffaufnahme, Kumulation, Anreicherung.
• Prüfung auf Toxizität; Tierversuche; klinische Studien; Prüfung und Bewertung; Verfahren der Risikoabschätzung, Risikokalkulation, Epidemiologie und Statistik; Grenz- und Richtwerte; Empfehlungen
• Beispiele anthropogener Schadstoffe und natürlicher Gifte, sowie von Haushaltschemikalien und Kosmetika
• Klinische Symptomatik und Therapie von Intoxikationen • Methodisch-analytische Verfahren in der Human- und Ökotoxikologie • Klinische und forensische Toxikologie • Reproduktionstoxikologie; Immuntoxikologie; Ökotoxikologie • Strahlentoxikologie
2. Teilbereich Rechtskunde Die Veranstaltung „Rechtskunde“ gliedert sich in drei Teile: 1. Grundzüge des Rechtssystems, 2. Prinzipien und Inhalte des materiellen Umweltrechts und 3. Abfallwirtschaft. Deutsches Recht
• Normenhierarchie • relevante Gesetze, Verordnungen etc. • Rechtsschutzsystem und Europarecht • Europäisches Rechtssetzungssystem • Auswirkungen auf deutsches Gefahrstoff-Recht
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
• Rechtsschutzsystem Prinzipien und Inhalte des materiellen Umweltrechts
• Gefahrstoffrecht • Chemikaliengesetz • Pflanzenschutzgesetz • Düngemittelgesetz • Gentechnikgesetz
Abfallwirtschaft • KrW-/ AbfG, • AltholzV, • HKWAbfV, • Verordnung über Betriebsbeauftragte für Abfall.
Teilnahme-voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h] 1 Vorlesung (max. 100 Stud.) 3 45 Vor- und Nachbereitung 45 Klausurvorbereitung 30 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur Rechtskunde
Klausur Toxikologie 50% 50%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
keine
Sonstiges Literatur: Vorlesungsskripten werden zur Verfügung gestellt M. Marquart (Hrsg.), Lehrbuch der Toxikologie F.-X. Reichl, Taschenatlas der Toxikologie Umweltrecht, Beck-Texte im dtv, ISBN 3-423-05533-2, Vertrag von Amsterdam – Texte des EU-Vertrages und des EG-Vertrages, M. Kloepfer, Umweltrecht, Verlag C.H. BECK, ISBN 3-406-35 00 54 J. Salzwedel, Grundzüge des Umweltrechts, SCHMIDT Verlag, ISBN 3-503-021 655.
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Theoretische Chemie I (Konzepte der Quantenchemie) (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 1.3.5
Workload 180 h
Umfang 6 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter Prof. Dr. Th. Bredow
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-
semester des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 1. Sem.
Lernziele - Kenntnis der Grundlagen der Quantenmechanik - Verständnis elementarer Ideen der Quantenchemie und daraus abgeleiteter
chemischer Konzepte - Vorbereitung auf weiterführende Veranstaltungen in der Theoretischen und der
Physikalischen Chemie - Anwendung von quantenchemischen Konzepten bei verschiedenen Problemen
(Transfer) - Sicherer Umgang mit der mathematischen Beschreibung von Quantenobjekten
Schlüsselkompetenzen
1. Problemlösungsfähigkeit 2. analytische Fähigkeiten
Inhalte Das Modul führt zunächst in die Quantenmechanik phänomenologisch ein und begründet sie dann axiomatisch. Nachdem die Elemente dieser Theorie im Detail besprochen wurden, wendet sich die Vorlesung den exakt lösbaren quantenmechanischen Problemen zu, die für die Vielteilchenbehandlung später benötigt werden. Daher werden molekulare Schwingungen am Paradebeispiel des eindimensionalen harmonischen Oszillators und Einelektronenwellenfunktionen am Beispiel des Wasserstoffatoms diskutiert. Im Anschluss werden die erlernten Konzepte für Vielteilchensysteme, d. h. Atome und Moleküle, verallgemeinert. Die konzeptionelle Einführung in die Born-Oppenheimer-Näherung und Grundzüge der Hartree-Fock-Theorie schließt mit einer Ableitung der Hückel-Theorie ab.
Hinführung zur Quantenmechanik 1. Grundzüge der klassischen Mechanik (Hamilton, Lagrange) 2. Beschreibung der Materie auf atomarem Maßstab 3. Welle-Teilchen-Dualismus, Unschärferelation und Doppelspaltexperimente
Axiome der Quantenmechanik 1. Schrödingergleichung, Hamiltonoperator, Wellenfunktion 2. Operatoren, Eigenwerte und Eigenfunktionen, Erwartungswerte
Exakt lösbare Probleme 1. Freies Teilchen und Teilchen im Kasten (Translation) 2. Harmonischer Oszillator (Vibration) 3. Starrer Rotator (Rotation) 4. H-Atom (Elektronische Zustände)
Atome und Moleküle 1. He-Atom: Orbitale, Spin, Pauli-Prinzip, Slater-Determinante, Korrelations-
Energie 2. Born-Oppenheimer-Näherung 3. Kern-Schrödinger-Gleichung, Schwingungen 4. Elektronische Schrödinger-Gleichung, Grundlagen der MO-Theorie, LCAO-
Ansatz, Grundlagen der VB-Theorie 5. Hückel-Theorie, Hückel-Regel
Teilnahme-voraussetzungen
keine
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 15 2 Übungen (max. 30 Stud.) 2 45 Vor- und Nachbereitung 30 Klausurvorbereitung 60 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
keine
Sonstiges Literatur: Joachim Reinhold, Quantentheorie der Moleküle, 2. Auflage, Teubner Stuttgart 2004 (ISBN 3-519-13525-6)
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Anorganische Molekül- und Festkörperchemie für Fortgeschrittene (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 1.3.6
Workload 300 h
Umfang 10 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter Prof. Dr. A. C. Filippou
Anbietende Lehreinheit(en)
Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 1. Sem.
Lernziele
- Erwerb von vertieften Kenntnissen über die wichtigsten Stoffklassen der modernen anorganischen Chemie
- Entwicklung des Verständnisses für die Eigenschaften von Übergangsmetall-organylen
- Entwicklung des Verständnisses für die homogene Katalyse und die Aktivierung kleiner Moleküle durch katalytisch aktive Komplexe
- Entwicklung des Verständnisses für die Strukturen und Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Festkörpern
- Erwerb von Kenntnissen fortgeschrittener Konzepte zur Beschreibung der Struktur und der chemischen Bindung der Anorganischen Chemie
Schlüssel-kompetenzen
1. Anwendung erfolgreicher Lernstrategien 2. Anwendung der vermittelten Kenntnisse bei der Diskussion unbekannter
Verbindungen 3. Informationsmanagement 4. kritisches Denken 5. Problemlösefähigkeiten 6. Analytische Fähigkeiten dahingehend ausbauen, dass Syntheserouten zur
Darstellung komplexer Moleküle geplant werden können 7. Entscheidungsfähigkeit weiter ausbauen 8. Reflexionsfähigkeit schulen 9. Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln
Inhalte
Koordinationschemie: Reaktionskinetik, Mechanismen, Substitutionsreaktionen, Elektronentransferreaktionen, Ligandenreaktionen in der Koordinationssphäre von Metallen Übergangsmetallorganyle: Übergangsmetall-Carben-Komplexe, Übergangsmetall-Olefin-Komplexe, Darstellung, Struktur, Eigenschaften, Bindungsverhältnisse, Reaktionen und Anwendungen in der Katalyse, Metallaktivierung und Funktionalisierung industrierelevanter Substrate wie Wasserstoff, Sauerstoff, und Stickstoff Homogene Katalyse: Oxidative Addition und Reduktive Eliminierung, Einschiebungs- und Eliminierungsreaktionen Hauptgruppenelementorganyle: Elementorganyle der Borgruppe, der Kohlenstoffgruppe und der Stickstoffgruppe Strukturchemie anorganischer Festkörper: Strukturargumente, Packungstypen in festen Stoffen, Phasenumwandlungen, systematische Ableitung von Strukturen aus den dichtesten Kugelpackungen durch Besetzung von Oktaeder- und Tetraederlücken, Molekülgitter, Ketten-, Schicht- und Raumnetzstrukturen, diamantartige Strukturen. Intermetallische Phasen und intermetallische Verbindungen: Legierungen, Zintl-Phasen und Zintl-Salze, polykationische und polyanionische Cluster der Hauptgruppenelemente, Wade‘sche Regeln Niedervalente Übergangsmetallverbindungen: magnetische Phänomene, Metall-Metall-Bindungen, Metall-Metall-Mehrfach-bindungen, Metallcluster, Clusterkondensation, metallreiche Verbindungen, Clusterverknüpfung Festkörper als Materialien: Hartstoffe, Edelsteine, Elektronenleiter, Ionenleiter, Ferromagnetika, Ferroelektrika, Giant Magnetoresistance, Halbleiter, Supraleiter,
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Gläser, Zeolithe. Chemische Bindung in Festkörpern: Einführung in die Bandstrukturtheorie, Zustandsdichte, Kristallorbitale.
Teilnahme-voraussetzungen
BChLA 5.2.4 belegt oder äquivalente Kenntnisse
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 6 180 2 Seminar (max. 20 Stud.) 2 120 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
keine
Sonstiges Literatur: Meyer (Hrsg.), Riedel: Moderne Anorganische Chemie (de Gruyter) Elschenbroich, Organometallchemie (Vieweg + Teubner) Müller, Anorganische Strukturchemie (Vieweg + Teubner) Huheey, Anorganische Chemie (de Gruyter) Gade, Koordinationschemie (Wiley-VCH) Cotton/Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry (Wiley)
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Organische Moleküle und Materialien (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 1.3.7
Workload 300 h
Umfang 10 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter Prof. Dr. S. Höger
Anbietende Lehreinheit(en)
Fachgruppe Chemie (MNF), Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 1. Sem.
Lernziele
- Erwerb von vertieften Kenntnissen über Schlüsselreaktionen und -konzepten der modernen organischen Chemie
- Entwicklung eines Verständnisses für mehrstufige Reaktionssequenzen - Erwerb von vertieften Kenntnissen auf dem Gebiet der Naturstoffchemie und der
organischen Materialforschung - Ausbau der Kenntnisse um moderne Analysenmethoden
Schlüssel-kompetenzen
1. Ausbau der Fähigkeit Texte zu interpretieren 2. Anwendung erfolgreicher Lernstrategien 3. Informationsmanagement 4. kritisches Denken 5. Problemlösefähigkeiten 6. Analytische Fähigkeiten dahingehend ausbauen, dass Syntheserouten zur
Darstellung komplexer Moleküle geplant werden können 7. Entscheidungsfähigkeit weiter ausbauen 8. Reflexionsfähigkeit schulen 9. Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln
Inhalte
Vorlesung "Synthesechemie" - Syntheseäquivalent und Umpolung: d/a-Nomenklatur, Umpolung, Acylanionen-Äquivalente - C-C-Knüpfung: C-Nukleophile (Enolate, metallorganische Reagenzien, Ummetallierung, Kreuz- und Homokupplungen), Redoxreaktionen - C=C-Knüpfung: Wittig- und ähnliche Reaktionen, Mc-Murry-Reaktion, metallvermittelte Olefinierungen - Pericyclische Reaktionen: Cycloadditionen, En-Reaktionen, sigmatrope Umlagerungen - Stereoselektive Synthese: Racematspaltung, diasteroselektive Synthese, ex-chiral-pool-Synthesen, chirale Auxiliare, enzymatische Methoden, enantoioselektive Katalyse - Retrosynthese - Naturstoffsynthese: Schutzgruppenchemie, Totalsynthese
Vorlesung "Konzepte und Materialien" Ausgewählte Themen aus den Bereichen - Heterocyclen - Polymere (linear, verzweigt, vernetzt, Dendrimere) - Flüssigkristalle - Gelbildner - Materialien für die Elektronik/Optoelektronik (OTFTs, OLEDs, Organische Solarzellen) - Fullerene und Kohlenstoffnanoröhren - Sensoren - Farbstoffe und Färbetechniken - moderne Analysenmethoden
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Vorlesung "Naturstoffchemie" - Stoffwechselkreisläufe - Kohlenhydrate und Nucleinsäuren - Aminosäuren und Peptide - Lipide - Terpene
Seminar - Erarbeitung von Syntheserouten zur Darstellung komplexer Strukturen anhand von Totalsynthesen von Naturstoffen - Anwendung von modernen Analyseverfahren zur Charakterisierung komplexer Strukturen
Teilnahme-voraussetzungen
BChLA 5.2.1 belegt oder äquivalente Kenntnisse
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 6 180 2 Seminar (max. 60 Stud.) 2 120 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
keine
Sonstiges Literatur: Hegedus, Söderberg, Transition Metals in the Synthesis of Complex Organic Molecules (University Science Books) Kürti, Czakó, Strategic Application of Named Reactions in Organic Synthesis (Elsevier)
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Physikalische Chemie „Aufbau, Funktion und Analyse komplexer Materie“ (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 1.3.8
Workload 150 h
Umfang 5 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter Prof. Dr. U. Kubitscheck
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 1. Sem.
Lernziele
- Anwendung von Kenntnissen der Thermodynamik und Spektroskopie aus dem Bachelorstudium auf konkrete Systeme
- Vertiefung und Erweiterung der Modellbildung und Konzepte zur Beschreibung komplexer Materie
- Erwerb von Kenntnissen zu spektroskopischen und mikroskopischen Untersuchungsmethoden
- Beurteilung und Bewertung von Methoden vor dem Hintergrund physikochemischer Problemstellungen
Schlüssel-kompetenzen
1. Analytische Problemlösefähigkeit 2. Kritisches Denken
Inhalte
Strukturbildung: Modelle und Beispiele zu Keimbildung, Reifungsprozessen, Grenzflächen, Membranen, Aggregaten, Nanoteilchen, Vesikeln, Protein/Oligonukleotid-Faltung und –struktur sowie komplexen Flüssigkeiten Energetische Anregungen: Grundsätzliche Aspekte, Kopplung von Anregungen, Energietransport und –dissipation, Anwendungsaspekte Spektroskopie und Bildgebung: Vergleich Ensemble-/Einzelmolekülmethoden, Orts-/Zeitauflösung, Wellenpaketdynamik, Optische Methoden, Magnetresonanz-Methoden, Rastersonden-Methoden, Datenbe- und -verarbeitung.
Teilnahme-voraussetzungen
BChLA 6.1.2 belegt oder äquivalente Kenntnisse
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 2 75 2 Übung (max. 20 Stud.) 2 75 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
keine
Sonstiges Literatur: H. Kuhn, H.-D. Försterling, Principles of Physical Chemistry (Wiley-VCH-Verlag) Rullière, Femtosecond Laser Pulses (Springer Verlag) Demtröder, Laserspectroscopy (Springer Verlag)
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Quantenchemie I (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 1.3.9
Workload 150 h
Umfang 5 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter Prof. Dr. S. Grimme
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 1. Sem.
Lernziele
- Grundlagen der qualitativen und quantitativen Beschreibung der elektronischen Struktur von Molekülen und deren chemischen und physikalischen Eigenschaften
- Verständnis moderner Rechenmethoden der Theoretischen Chemie - Anwendung und kritische Bewertung der erlernten theoretischen Modelle und
Methoden zur rechnerischen oder phänomenologischen Lösung von chemischen Problemen
Schlüssel-kompetenzen
1. Lernkompetenz 2. Methodenkompetenz 3. Selbstkompetenz
Inhalte
Diese Veranstaltung führt in moderne Rechenmethoden der Quantenchemie ein. Sie vermittelt methodische Kenntnisse, die Chemiker heutzutage sowohl zum Verständnis der Fachliteratur unbedingt benötigen als auch um eigene Arbeiten theoretisch zu begleiten. Das Modul folgt einem neu ausgearbeiteten Konzept, welches darauf abzielt, die Quantenchemie als einen „chemienahen“ Wissenschaftszweig darzustellen aber auch die notwendigen Schritte zu einer quantitativ korrekten Behandlung von Molekülen und molekularen Eigenschaften aufzeigt. Dazu werden neben der notwendigen Formelsprache auch chemische Begrifflichkeiten und deren approximative Verbindung zu grundlegenden quantenchemischen Konzepten im Detail diskutiert. Besonderer Wert wird auf die Unterscheidung zwischen messbaren Größen (Observablen) und qualitativen Konzepten gelegt. Weiterhin soll der Weg von einem physikalischen Modell zu seiner mathematischen Behandlung bis hin zu seiner algorithmischen Umsetzung und seiner konkreten Anwendung deutlich gemacht werden.
Inhalte • Einführung in die quantitative Beschreibung der Elektronenstruktur • Hartree-Fock-Modell und Basissätze • Gesamtenergien, Elektronendichten, Orbitalenergien und Orbitale • Qualitative Elektronenstruktur von Molekülen anhand des MO-Modells;
Populationsanalysen • Hückel-Modelle und semi-empirische MO-Methoden • Grundlagen von wellenfunktionsbasierten Elektronenkorrelationsverfahren • Geometrieoptimierung und Potentialflächen • Grundlagen und Anwendungen der Dichtefunktionaltheorie • Einführung in die Theoretische Spektroskopie (IR, UV, NMR) und molekulare
Eigenschaften • Thermochemie und Lösungsmittelmodelle
Teilnahme-voraussetzungen
BChLA 5.2.4 belegt oder äquivalente Kenntnisse
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 60 Stud.) 2 75 2 Übung (max. 20 Stud.) 2 75 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
50 % der erreichbaren Punkte aus den Übungen unbenotet
Sonstiges Literatur: Jensen, Introduction to Computational Chemistry (Wiley) Cramer, Essentials of Computational Chemistry (Wiley)
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Molekulare Dynamik zeitabhängiger Phänomene (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 1.3.10
Workload 300 h
Umfang 10 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter Prof. Dr. P. Vöhringer
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-
semester des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 3. Sem.
Lernziele
- Kenntnisse moderner theoretischer und experimenteller Methoden in den Bereichen Zeitaufgelöste Spektroskopie, Wellenpaketdynamik und Molekulardynamik
- Verständnis des Zusammenspiels von Experiment und Theorie - eigenständige Durchführung und Auswertung von Experimenten der Bereiche
Zeitaufgelöste Spektroskopie, Wellenpaketdynamik und Molekulardynamik
Schlüssel-kompetenzen
Anwendung der vermittelten Kenntnisse zur Lösung von theoretischen und praktischen Problemen
Inhalte Molekulardynamik: monoatomare Systeme: Newtonsche Dynamik, Integrationsalgorithmen, Eigenschaften; thermodynamische Zustandskontrolle: konstante Temperatur, konstanter Druck; Freie Energie-Berechnungen (Thermodynamische Integration); molekulare Systeme: intramolekulare Kräfte, langreichweitige Kräfte; fortgeschrittene Methoden: polarisierbare Kraftfelder, Car-Parrinello-Simulationen, Entropie, Reaktionen
Lineare und nichtlineare Spektroskopie im Lichte der Quantendynamik: zeitabhängige Schrödinger-Gleichung und numerische Propagation; Übergangsdipoloperator; Dauerstrichanregung versus impulsive Anregung; zeitabhängiger Franck-Condon-Faktor und dessen Fourier-Transformierte;
bound-to-bound- und bound-to-free-Übergänge; lineare Absorption, lineare Emission; Eigenfunktion und Raman-Wellenfunktion; Theorie der Spektroskopie von Wellenpaketen; nichtlineare Absorption und nichtlineare Emission; Dichteoperator; Liouville-Gleichung; optische Bloch-Gleichungen
Experimentelle Methoden der Femtochemie: ultraschnelle Laser; nichtlineare Frequenzkonversion; zeitaufgelöste Fluoreszenzdetektion ; Pump-Probe-Spektroskopie, transiente Absorption, Fluoreszenz-Upconversion; Vierwellenmischen, Photonecho, transiente Gitter, optischer Kerr-Effekt; Anwendungsbeispiele
Femtochemisches Praktikum: Modenkopplung; Pulsdauerbestimmung, Autokorrelationsmessung, Interferometrie; Gruppengeschwindigkeitsdispersion (GVD), GVD-Kompensation; nichtlinear-optische Prozesse, Frequenzkonversion; Messtechniken der zeitaufgelösten Spektroskopie
Teilnahme-voraussetzungen
BChLA 6.1.2 belegt oder äquivalente Kenntnisse
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 2 60 2 Seminar (max. 30 Stud.) 2 80 3 Praktikum 4 160 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliche Prüfung 100%
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Versuchsbericht zum Praktikum
unbenotet
Sonstiges Literatur: Macomber, Dynamics of Spectroscopic Transitions Smit, Understanding Molecular Simulations Tildeslay, Computer Simulation of Liquids Fleming, Chemical Applications of Ultrafast Spectroscopy Mukamel, Principles of Nonlinear Spectroscopy
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Makromolekulare Chemie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 1.3.11
Workload 300 h
Umfang 10LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter Prof. Dr. . S. Höger
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Fachgruppe Chemie (MNF), Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 3. Sem.
Lernziele
- Erwerb von Kenntnissen über Synthese, Eigenschaften und Anwendungen von Polymeren
- Erwerb von Kenntnissen über moderne Methoden zur Charakterisierung von Polymeren
- Ausbau der handwerklichen Fähigkeiten im organisch-chemischen Labor
Schlüssel-kompetenzen
1. schriftliche Dokumentation von wissenschaftlichen Versuchen 2. effizientes Zeitmanagement 3. Informationsmanagement 4. Organisationsfähigkeit 5. weitergehende Schulung des experimentellen Geschicks 6. weitergehende Schulung der Beobachtungsgabe 7. Entwicklung von Problemlösefähigkeiten 8. Ausbau der analytische Fähigkeiten, z.B. die Anwendung der Konzepte der
Makromolekularen Chemie bei der eigenständigen Synthese und Charakterisierung von Polymeren
9. Entscheidungsfähigkeit weiter ausbauen 10. Sorgfalt und Verantwortungsbewusstsein weiter schulen 11. Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln 12. den (selbst)kritischen Umgang mit Ergebnissen weiter schulen
Inhalte
Vorlesung - Polymerisationsmethoden, Molekulargewichte und deren Bestimmung - Kettenkonformation, Kautschukelastizität - Phasenumwandlungen in Polymeren (Tg, Tm), Viskoelastizität - Stufenwachstumsreaktionen (Polyester, Polyamide, Polysiloxane, Polyurethane,
Dendrimere, el. leitfähige Polymere) - Blockcopolymere, Blockcopolymermorphologie, - Kinetik der Polykondensation - Kontrollierte Reaktionen - Radikalische Polymerisation, Homopolymere (Kinetik, Molekulargewicht),
Kettenübertragung, Copolymerisation, Emulsionspolymerisation, kontrollierte radikalische Polymerisation
- Anionische Polymerisation, Polyacrylate - Charakterisierung (Viskosität, GPC, Osmose, Lichstreuung, MALDI-TOF
Spektrometrie, NMR) - Kationische Polymerisation - Polyolefine - Metathese-Polymerisation (ROMP, ADMET) - Kristallinität in Polymeren - Polymere in Lösung (Gittermodell, Flory-Huggins Theorie) - Supramolekulare Polymere - Verarbeitung und Recycling - Industrielle Aspekte der Polymerchemie
Praktikum:
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Auswahl an Versuchen zu folgenden Themen: - Radikalische Polymerisation in Substanz - Molekulargewichtsbegrenzung durch Regler - Emulsionspolymerisation - Kontrollierte radikalische Polymerisation - Polykondensation, Polyaddition - Viskosimetrie - Gelpermeationschromatographie - Lichtstreuung - Phasenumwandlungen in Polymeren (DTA, DSC) - Kautschukelastizität
Teilnahme-voraussetzungen
BChLA 5.2 belegt oder äquivalente Kenntnisse
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 4 150 2 Praktikum 4 150 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Versuchsprotokolle unbenotet
Sonstiges Literatur: Odian, Principles of Polymerizations (Wiley) Tieke, Makromolekulare Chemie (Wiley-VCH)
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Anorganische Materialien (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 1.3.12
Workload 300 h
Umfang 10LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter Prof. Dr. R. Glaum
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 3. Sem.
Lernziele
- Erwerb von vertieften Kenntnissen im Gebiet der anorganischen Feststoffe und Materialien, ihrer Reaktionen und ihrer (industriellen) Verwendung, z. B. in der Katalyse
- Anwendung dieses Wissens in Theorie und Praxis - Ausbau der handwerklichen Fähigkeiten im anorganisch-chemischen
Laboratorium - Fähigkeit zur eigenständige Durchführung von Synthesen von Feststoffen - Ausbau der Kenntnisse über moderne analytische Techniken zur
Charakterisierung
Schlüssel-kompetenzen
1. Fähigkeit zur schriftlichen Dokumentation von wissenschaftlichen Versuchen 2. Fähigkeit zu wissenschaftlich fundierten Interpretation von experimentellen
Ergebnissen, sowohl verbal als auch schriftich 3. effizientes Zeitmanagement 4. Informationsmanagement 5. Organisationsfähigkeit 6. weitergehende Schulung des experimentellen Geschicks 7. weitergehende Schulung der Beobachtungsgabe 8. Entwicklung von Problemlösefähigkeiten 9. Ausbau der analytische Fähigkeiten, z.B. die Interpretation von
spektroskopischen Befunden zu Reaktionsverläufen 10. Entscheidungsfähigkeit weiter ausbauen 11. Sorgfalt und Verantwortungsbewusstsein weiter schulen 12. Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln 13. den (selbst)kritischen Umgang mit Ergebnissen weiter schulen
Inhalte Grundlagen zu Anorganischen Materialien: Metalle, Halbleiter, Dielektrika, Keramiken, Gläser, Nanomaterialien; Zusammenhänge zwischen Struktur, chemischer Bindung und Eigenschaften; elektronische Struktur von Festkörpern; Thermodynamik heterogener Gleichgewichte (fest-flüssig-gasförmig); Homogenitätsbereich von Phasen; elektronische Struktur von Ionen der d- und f-Elemente;
Materialsynthesen: Festkörperreaktionen, Sol-Gel-Verfahren, Hydrothermal-Synthesen, Synthesen aus der Gasphase (Fest-Gas-Reaktionen, chemischer Transport), Mikrowellen assistierte Synthesen, Synthese thermodynamisch metastabiler Feststoffe, Syntheseverfahren für Nanomaterialien
Charakterisierung: Beugungsmethoden; optische Spektroskopie (UV/VIS, IR, Raman-Spektroskopie); Elektronenspektroskopie (EDX, EELS), Kernmagnetische Resonanz; Magnetische Messungen; optische Charakterisierung (Licht- und Elektronenmikroskopie)
Materialeigenschaften/Anwendungen: Feststoffionenleiter und deren Anwendung in der Brennstoffzelle; Funktionskeramiken mit dielektrischen und magnetischen Eigenschaften (Piezoelektrika, Spintronics, etc.) und deren Anwendungen in elektronischen Komponenten; Heterogene Katalyse (z.B. Fischer-Tropsch, Haber-Bosch, Dreiwege-Katalysator); optische Eigenschaften und Anwendungen
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
in Farb- und Leuchtpigmenten
Praktikum: anspruchsvolle Feststoffsynthesen (empfindliche Verbindungen, definierte Reaktionsatmosphäre, metastabile Phasen)
- Chemisches Transportexperiment inkl. der Berechnung der heterogenen Gleichgewichte und der Transportrate
- Festkörperreaktionen von Edukten in unterschiedlichen Mengenverhältnissen und Phasenbestimmung der Produkte mittels Beugungsmethoden und Mikrobereichsanalysen am Elektronenmikroskop
- Sol-Gel-Synthese eines Films auf Substrat und Bestimmung der Kristallstruktur und der Mikrostruktur als Funktion der Synthesetemperatur
- Experimente zur Herstellung von nanoskaligen Kristallen und deren Charakterisierung mit Beugungsmethoden und elektronenmikroskopischen Methoden
Teilnahme-voraussetzungen
BChLA 5.2.2 belegt oder äquivalente Kenntnisse
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 4 120 2 Seminar (max. 30 Stud.) 1 40 3 Paktikum 4 140 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
akzeptierte Protokolle der praktischen Übungen, ein Referat
unbenotet
Sonstiges Literatur: West, Festkörperchemie (Wiley-VCH) Smart, Moore, Solid State Chemistry (Taylor & Francis) Gade, Koordinationschemie (Wiley-VCH)
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Biophysikalische Chemie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 1.3.13
Workload 300 h
Umfang 10 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter Prof. Dr. U. Kubitscheck
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie
Wahlpflicht 3. Sem.
Lernziele
- Vertiefte Kenntnisse der Biophysikalischen Chemie - eigenständige Durchführung und Auswertung von Experimenten mit den
Methoden der Biophysikalischen Chemie Schlüssel-kompetenzen
Anwendung der vermittelten Kenntnisse zur Lösung von theoretischen und praktischen Problemen
Inhalte
Moleküle der Zelle I: Wasser, Ionen, Lipide, Nukleinsäuren, Proteine, Saccharide Aufbau von Zellen: Prokaryoten und Eukaryoten Moleküle der Zelle II: Proteine: physikalische Wechselwirkungen in Proteinen (Elektrostatik inklusive Debye-Hückel-Theorie, Dipolare Wechselwirkungen, sterische Abstoßung, Wasserstoffbrückenbindung, Hydrophober Effekt), Simulation von Proteinstruktur und -dynamik (MD-Simulation), spezifische Bindung / molekulare Erkennung, Molecular Crowding (statistisches Modell, Einfluss auf Bindungskonstanten, Strukturumwandlungen) Moleküle der Zelle III: Biomembranen: hydrophober Effekt, Selbstaggregation und Fluid-Mosaic Modell, Membranpotentiale (Diffusionspotential, Elektrodiffusionsgleichung, Donnan-Potential, Goldmann-Gleichung), molekulare Grundlage der Selektivität von Ionenkanälen, Leitfähigkeit aktiver Membranen. Konformationsumwandlungen von Makromolekülen: Helix-Coil-Umwandlung von Polyaminosäuren und Proteinen (Zipper-Modell, Vorhersage von Sekundärstrukturen in Proteinen), Schmelzen von DNA Methoden der Biophysikalischen Chemie: moderne thermodynamische Methoden, moderne abbildende Verfahren der Lebenswissenschaften, Schlüsselexperimente der Biophysikalischen Chemie, exemplarische Anwendungen der in der Vorlesung erarbeiteten Konzepte
Praktikum der Biophysikalischen Chemie: optische und funktionelle Mikroskopie, thermodynamische Verfahren, Analyse von Biomakromolekülen
Teilnahme-voraussetzungen
MEdCh1.3.8
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 2 60 2 Seminar (max. 30 Stud.) 2 90 3 Praktikum 4 150 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliche Prüfung 50%
Vortrag im Seminar 50%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Erfolgreiches Vortestat zum Praktikum und die Anfertigung eines schriftlichen Berichts
Unbenotet
Sonstiges Literatur:
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Theoretische Methoden zur Behandlung kondensierter Materie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 1.3.14
Workload 300 h
Umfang 10 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter Prof. Dr. S. Grimme
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie
Wahlpflicht 3. Sem.
Lernziele
- Kenntnisse der quantenchemischen Methoden zur Behandlung von Kristallen und Flüssigkeiten
- Praktische Durchführung und Interpretation quantenchemischer Berechnungen kondensierter Materie
- Vorbereitung auf eigene Arbeiten im Bereich der Theoretischen Chemie kondensierter Materie
Schlüssel-kompetenzen
1. Lernkompetenz 2. Methodenkompetenz 3. Selbstkompetenz
Inhalte
Nicht-kovalente Wechselwirkungen (NKWW) zwischen Atomen, Molekülen (irreführend auch als „nicht-bindende“ oder „schwache“ WW bezeichnet) sind für die Bildung kondensierter Materie (z.B. Flüssigkeiten oder Molekülkristalle) von essentiell Bedeutung. Als wichtiges Unterscheidungsmerkmal zu kovalenten Bindungen ist in guter Näherung der additive und damit kumulative Charakter der NKWW zu sehen. So können sich viele, individuell kleine Beiträge bereits in mittelgroßen Systemen zu hohen Gesamtbindungsenergien aufsummieren. Moderne quantenchemische Methoden der WFT oder DFT sind in Lage, diese NKWW quantitativ zu beschreiben und eröffnen somit einen theoretischen Zugang zu einer Vielzahl von Stoffeigenschaften. Im ersten Teil der Veranstaltung werden sowohl die theoretischen Grundlagen der NKWW vermittelt als auch praktische Aspekte ihrer Berechnung für verschiedenste Systeme diskutiert und im Praktikum an typischen Beispielen demonstriert. NKWW sind besonders von Bedeutung in Flüssigkeiten und für Lösungsmitteleffekte, welche vorzugsweise mit Molekulardynamik behandelt werden. Es sollen konkret Konzepte zur Beschreibung der NKWW in solchen Simulationen (also von Kraftfeldern bis hin zu „on the fly“-berechneten Potentialen) behandelt werden. Im Nachgang solcher Berechnungen muss die Vielzahl von Daten, die in den sogenannten Trajektorien steckt, analysiert werden. Im Praktikum sollen anhand von konkreten Beispielen flüssige Systeme und die zugehörigen Arbeitschritte verstanden werden. Die quantenchemische Beschreibung von kristallinen Festkörpern und ihren Oberflächen unterscheidet sich aufgrund der Translationssymmetrie fundamental von der Behandlung molekularer Systeme. Sowohl der Hamiltonoperator als auch die Wellenfunktion müssen periodische Randbedingungen erfüllen. Als Konsequenz ergeben sich prinzipiell unendlich viele Wechselwirkungsintegrale, und die Gesamtwellenfunktion müsste aus unendlich vielen Kristallorbitalen aufgebaut sein. Im zweiten Teil der Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen der Ansätze vorgestellt, mit denen sich diese Problematik behandeln lässt. Dazu wird das Konzept des reziproken Raums vorgestellt. Die Anzahl der Orbitale lässt sich dann durch Auswahl spezieller Punkte in der irreduziblen Brillouinzone auf eine endliche Anzahl reduzieren. Als Basisfunktionen werden Blochfunktionen entweder aus ebenen Wellen oder atomzentrierten Funktionen verwendet. Daraus ergeben sich unterschiedliche Ansätze für die näherungsweise Berechnung der unendlichen Gittersummen. Im Praktikum werden die Studierenden mit dem Kristallorbitalprogramm CRYSTAL
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
ausgewählte Festkörper und Oberflächen behandeln. Dabei werden Atomisierungsenergien, Gitterparameter, Bandstrukturen sowie Adsorptionsstrukturen und -energien berechnet.
Teilnahme-voraussetzungen
MEdCh1.3.9
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 20 Stud.) 3 120 2 Praktikum 4 180 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliche Prüfung 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Protokoll zum Praktikum Unbenotet
Sonstiges Literatur: Stone, The Theory of Intermolecular Forces (Oxford) Dronskowski, Computational Chemistry of Solid State Materials (Wiley-VCH) Leach, Molecular Modelling: Principles and Applications (Prentice Hall)
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Synthese und Retrosynthese (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 1.3.15
Workload 300 h
Umfang 10 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus WS
Modulbeauftragter Prof. Dr. D. Menche
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Fachgruppe Chemie (MNF), Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 3. Sem.
Lernziele
1. Erwerb von vertieften Kenntnissen über moderne Syntheseverfahren 2. Verständnis und Beurteilung von Synthesen komplexer Funktionsverbindungen mit einem Schwerpunkt auf der Totalsynthese von Naturstoffen 3. Ausbau der handwerklichen Fähigkeiten im organisch-chemischen Labor 4. Ausbau der Kenntnisse über NMR-spektroskopische Verfahren und Anwendung dieses Wissens zur Ableitung der Konstitution, Konfiguration und Konformation komplexer organischer Verbindungen
Schlüssel-kompetenzen
1. schriftliche Dokumentation von wissenschaftlichen Versuchen 2. effizientes Zeitmanagement; Informationsmanagement; Organisationsfähigkeit 3. weitergehende Schulung des experimentellen Geschicks 4. weitergehende Schulung der Beobachtungsgabe 5. Entwicklung von Problemlösefähigkeiten 6. Ausbau der analytische Fähigkeiten, z.B. die Anwendung der Konzepte der Organischen Chemie zur eigenständigen Erarbeitung von Syntheserouten komplexer Funktionsverbindungen 7. Entscheidungsfähigkeit weiter ausbauen 8. Sorgfalt und Verantwortungsbewusstsein weiter schulen 9. Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln 10. den (selbst)kritischen Umgang mit Ergebnissen weiter schulen
Inhalte
Theorie - Retrosynthese und Synthesestrategien - Anwendung moderner Methoden in der Synthese komplexer Funktionsverbindungen - Diskussion komplexer Naturstoff- und Wirkstoffsynthesen - Ausgewählte moderne Konzepte (u.a. Symmetrie, Intramolekularisierung, Tandemprozesse, Multikomponentenreaktionen, Biomimetische Synthese) - Anwendung moderner NMR-Verfahren zur Bestimmung der 2D- und 3D-Struktur von Funktionsverbindungen Praxis - Ausgewählte Aspekte der Praxis der organischen Chemie: Reaktionskontrolle, Chromatographie, GC, HPLC, Reaktionsoptimierung - 2D- und 3D-Best. komplexer organischer Verbindungen durch NMR-Spektroskopie - Interaktive Erarbeitung von Retrosynthesen und Syntheseplänen komplexer Funktionsverbindungen
Teilnahme-voraussetzungen
bestandenes Modul MEdCh1.3.7
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 2 60 2 Seminar (max. 30 Stud.) 4 120 3 Praktikum (max. 5 Stud.) 3 120 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
vollständige Versuchsprotokolle; Referat unbenotet
Sonstiges
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Physikalische Chemie - Kinetik und Elektrochemie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 2.3.1
Workload 270 h
Umfang 9 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus SS
Modulbeauftragter Prof. Dr. O. Schiemann
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie Bachelor of Science Chemie (BCh 2.3)
Wahlpflicht 2. od. 4. Sem.
Lernziele In diesem Modul erwerben die Studierenden die Grundkenntnisse der chemischen Kinetik und der Elektrochemie. Die Studierenden sollen die theoretischen Grundlagen und Modelle der chemischen Kinetik und Elektrochemie beherrschen und erfolgreichem Abschluß des Moduls in der Lage sein, diese auf chemische und elektrochemische Reaktionen und komplexere Reaktionsmechanismen anwenden zu können.
Schlüssel-kompetenzen
Die Studierenden können reaktionskinetische und elektrochemische Sachverhalte in verschiedenen Anwendungsbezügen und Sachzusammenhängen erfassen, bewerten und in mathematisch angemessener Form beschreiben. Sie sind in der Lage, ihre Kenntnisse in adäquater mündlicher und schriftlicher Form darzustellen. Sie erlernen Lernstrategien und ein angemessenes Zeitmanagement. Sie erkennen die eigene Lernmotivation. Die Studierenden erlernen sorgfältiges Arbeiten, Teamfähigkeit und Kommunikationsfähigkeit.
Inhalte Physiko-chemische Eigenschaften von Elektrolyten 1. spezifische und molare Leitfähigkeit 2. starke und schwache Elektrolyte 3. Ionenbeweglichkeit und Hittorf’sche Überführung 4. Theorie der elektrolytischen Leitfähigkeit
Thermodynamik in elektrochemischen Zellen 1. Elektrolysezelle und galvanisches Element 2. Zellreaktionen und Ladungstransport 3. Elektrodentypen und Elekrodenpotentiale 4. elektrochemische Gleichgewichtsbedingung und Nernst’sche Gleichung
Formale Reaktionskinetik 1. Reaktionsgeschwindigkeit und Geschwindigkeitsgesetze 2. Geschwindigkeitskonstante und ihre Temperaturabhängigkeit 3. Aktivierungsenergie 4. Reaktionsordnung und Molekularität 5. Experimentelle Methoden zur Bestimmung von Reaktionsgeschwindigkeiten
Reaktionsmechanismen 1. Elementarreaktionen und zusammengesetzte Reaktionen 2. Parallel- und Folgereaktionen mit und ohne Vorgleichgewicht 3. Quasistationarität 4. Kettenreaktionen 5. homogene und heterogene Katalyse 6. Zusammenhang Thermodynamik-Kinetik
Transportvorgänge 1. Diffusion in Gasen 2. Flüssigkeiten und Festkörpern 3. Fick’sche Gesetze 4. Wärmeleitung und Fourier’sches Gesetz 5. innere Reibung und Newton’sches Gesetz 6. Transportkoeffizienten
Teilnahme-voraussetzungen
keine
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload
[h] Vorlesung (max. 200 Stud.) 2 75 Übungen (max. 20 Stud.) 2 75 Praktikum (Gruppen mit max. 4 Stud.) 4 120 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%
Studienleistungen als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Erfolgreiche Bearbeitung von 50% der Übungsaufgaben und erfolgreich abgeschlossene Praktikumsversuche
unbenotet
Sonstiges Literatur: Standardlehrbücher der Physikalischen Chemie, z.B. P. W. Atkins, J. de Paula, Physikalische Chemie, G. Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Physikalische Chemie – Spektroskopie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 2.3.2
Workload 180 h
Umfang 6 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus SS
Modulbeauftragter Prof. Dr. P. Vöhringer
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie
Wahlpflicht 2. od. 4. Sem.
Lernziele Die Studierenden erlangen die grundlegenden Kenntnisse über spektroskopische Methoden zum Nachweis und zur Charakterisierung von Atomen und Molekülen.
Schlüssel-kompetenzen
Nach erfolgreichem Abschluß des Moduls sind die Studierenden in der Lage, zur Erforschung von Atom- und Moleküleigenschaften und zur Aufklärung der Struktur und der Zusammensetzung von Materie geeignete spektroskopische Methoden auszuwählen, zu interpretieren und optimal zu nutzen.
Inhalte Grundlagen der Spektroskopie 1. Eigenschaften von elektromagnetischer Strahlung 2. Spektralbereiche 3. Materie-Feld-Wechselwirkung 4. instrumentelle Techniken Atomspektroskopie 1. Termschema von Wasserstoff und Mehrelektronenatomen 2. Atomabsorptions- und Emissionsspektroskopie 3. Auswahlregeln Rotationsspektroskopie 1. Rotationsstruktur von linearen und nichtlinearen Molekülen 2. Rotationsübergänge und Auswahlregeln 3. Mikrowellenspektrometer Schwingungsspektroskopie 1. Schwingungsstruktur von zwei und mehratomigen Molekülen 2. harmonischer und anharmonischer Oszillator 3. Normalmoden 4. Infrarotspektrometer und Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie 5. Lichtstreuung und Raman-Spektroskopie 6. Rotations-Schwingungsübergänge 7. Infrarot- und Raman-Auswahlregeln Elektronenanregungen 1. UV-VIS-Spektroskopie und Spektrometer 2. Franck-Condon-Prinzip 3. Elektronische Absorptions- und Fluoreszenzspektroskopie 4. Schwingungsprogression 5. photoinduzierte Elementarprozesse 6. zeitaufgelöste Spektroskopie Elektronenspektroskopie 1. Photoelektronenspektroskopie 2. Elektronenverlust-Spektroskopie 3. Elektronenbeugung
Teilnahme-voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h]
1. Vorlesung (max. 100 Stud.) 2 30
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
2. Übungen (max. 100 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 90 Klausurvorbereitung 60 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Das Erreichen von 50% der Punkte aus den Übungen ist Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur
unbenotet
Sonstiges Literatur: Standardlehrbücher der Physikalischen Chemie, z.B. P. W. Atkins, J. de Paula, Physikalische Chemie, G. Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Theoretische Chemie II (Gruppentheorie) (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 2.3.3
Workload 180 h
Umfang 6 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus SS
Modulbeauftragter Prof. Dr. Th. Bredow
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-
semester des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 2. od.
4. Sem.
Lernziele Die Studierenden erlernen die Grundlagen der Gruppentheorie in der Chemie und wenden diese Kenntnisse im Rahmen der Darstellungstheorie zum Studium von Symmetrieeigenschaften von Molekülschwingungen und elektronischen Zuständen an.
Schlüsselkompe-tenzen
Anwendung der Kenntnisse im Rahmen der Darstellungstheorie Befähigung zur mathematische Behandlung der Spektroskopie und Photochemie
Inhalte Die Veranstaltung ist thematisch stringent organisiert, um von dem mathematischen Konzept „Gruppe“ über die Analyse von Symmetrieeigen-schaften zu den in der Chemie oft verwendeten Symmetrieklassifizierungen, Auswahlregeln in optischer und Schwingungsspektroskopie sowie Korrelations-diagrammen zu gelangen. Die dazu benötigten Hilfsmittel (Darstellungsmatrizen, Projektionsoperatoren) und mathema-tischen Operationen (Ausreduktion von Darstellungen, Konstruktion von symmetrie-adaptierten Normalschwingungen und Molekülorbitalen) werden Schritt für Schritt eingeführt.
Auf diese Weise werden die allgemeinen Grundlagen der Gruppentheorie vermittelt, um dann im Rahmen der Darstellungstheorie Symmetrieeigenschaften von Molekülschwingungen und elektronischen Zuständen studieren zu können. Grundlagen
Konzept der „Gruppe“, Gruppenaxiome Symmetrieelemente und Symmetrieoperationen Punktgruppen Reduzible und irreduzible Darstellungen Charaktertafeln
Symmetrie von Molekülschwingungen Symmetrieangepasste Auslenkungskoordinatoren, Normalkoordinaten Symmetrie von Schwingungen Auswahlregeln für IR- und Raman-Spektren, Projektionsoperatoren
Symmetrie von Elektronenzuständen in Molekülen Auswahlregeln für molekulare Grundzustandseigenschaften Symmetrie von Molekülorbitalen und Mehrelektronenzuständen Sigma-pi-Separation als Grundlage der Hückelmethode Franck-Condon-Prinzip, Auswahlregeln und Oszillatorenstärken
Symmetrie bei Reaktionen Woodward-Hoffmann-Regeln Korrelationsdiagramme für thermische und photochemische Reaktionen
Teilnahme-voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 30 2 Übungen (max. 30 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 30 Klausurvorbereitung 60
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
keine
Sonstiges Literatur: David M. Bishop, Group Theory and Chemistry, Dover 1993 (ISBN 0486673553)
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Praktikum Organische Chemie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 2.3.4
Workload 360 h
Umfang 12 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus SS
Modulbeauftragter Prof. Dr. S. Höger
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-
semester des Moduls Master of Education Chemie Wahlpflicht 2. od. 4.
Sem.
Lernziele und Schlüssel-kompetenzen
Die Studierenden erlernen wichtige Fertigkeiten für die praktischen Arbeiten im Rahmen einer Bachelor-Arbeit im Bereich der Organischen Chemie. Sie bauen die Fähigkeiten zur Präsentation wissenschaftlicher Sachverhalte in schriftlicher und mündlicher Form weiter aus.
Inhalte Durchführung von einfacheren organischen Reaktionen, Isolierung eines Naturstoffs, Darstellung eines Farbstoffs
Techniken: Fest-flüssig-Extraktion, Hochvakuumdestillation, Rektifikation, Arbeiten unter Schutzgas, Durchführung einer organischen Analyse eines Gemisches aus mehreren Substanzen unter Anwendung der bisher erlernten Trenn- und analytischen Charakterisierungsverfahren
Charakterisierung von Verbindungen: Bestimmung von Brechungsindices, Schmelz- und Siedepunktsbestimmung, Aufnahme und Auwertung von IR-Spektren, NMR-Spektroskopie, Massenspektrometrie, Spektroskopie
Seminar: Vorstellung der eigenen Arbeiten und deren Hintergründe
Teilnahme-voraussetzungen
Bestandenes Modul BChLA 5.2.1 (Konzepte und Synthesen in der Organischen Chemie)
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Seminar (max. 20 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 30 2 Praktikum (max. 20 Stud.) 14 210 Vor- und Nachbereitung 70 Klausurvorbereitung 20 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliche Prüfung (max. 45 Minuten) 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Anfertigung aller Versuchsprotokolle und ein Vortrag (unbenotet)
unbenotet
Sonstiges
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Wahlpflichtpraktikum Anorganische Molekülchemie
Modulnummer MEdCh 2.3.5
Workload 360 h
Umfang 12 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus SS
Modulbeauftragter Prof. Dr. A. Filippou
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-
semester des Moduls Master of Education Chemie
Bachelor of Science Chemie (BCh 6.1.2) Wahlpflicht 2. od. 4.
Sem.
Lernziele und Schlüssel-kompetenzen
Die Studierenden erlernen Inertgastechniken und moderne Methoden zur Darstellung, Isolierung und Charakterisierung von molekularen Verbindungen der Haupt- und Nebengruppenelemente. Die Studierenden erwerben Kenntnisse und Fertigkeiten für präparative Techniken, spektroskopische Methoden und die Präsentation wissenschaftlicher Sachverhalte, die sie für die Durchführung der Bachelor-Arbeit im Bereich der anorganischen Molekülchemie benötigen.
Inhalte Im Wahlpflichtpraktikum werden durch eigenständige Experimente die im Modul BCh 5.2 vermittelten Grundlagen der anorganischen Molekülchemie veranschaulicht und vertieft. Am Beispiel der Synthese und der Reaktionen von ausgewählten Vertretern wichtiger Substanzklassen wie den Hauptgruppenelementorganylen, den p-und d-Block-Elementhalogeniden, den Carbonyl-Komplexen, den Distickstoff-Komplexen, den Phosphan-Komplexen, den Cyclopentadienyl-Verbindungen oder den Aren-Komplexen sollen die Studierenden wichtige präparative Techniken und Trennmethoden der anorganischen Molekülchemie unter Inertgasbedingungen kennenlernen, zur Erlangung praktischer Fertigkeiten mehrfach üben, und ihr Wissen über die Reaktionen dieser Substanzklassen vertiefen. Ferner sollen die Studierenden den Einsatz von spektroskopischen Methoden, wie z. B. der IR-, der Flüssig-NMR-, und Heterokern-NMR-Spektroskopie, der Massenspektrometrie und der UV-Spektroskopie, zur Strukturaufklärung der isolierten Verbindungen üben und so ihre theoretischen Kenntnisse durch praktische Beispiele aus der anorganischen Molekülchemie vertiefen. In der praktikumsbegleitenden Vorlesung und dem Seminar werden vertiefende Aspekte der Molekülchemie von Haupt- und Nebengruppenelementen aufbauend auf dem Modul BCh 5.2 behandelt. Folgende Themen werden hierbei vertieft: Hauptgruppenelement-Chemie: Nomenklatur-Systeme, Elektronegativitäts-Konzepte, Molekülstruktur- und Bindungskonzepte am Beispiel von Mehrzentrenbindungen in acyclischen und cyclischen Verbindungen sowie in Bor-Clustern, Molekülstrukturumwandlungen hinsichtlich Geometrie und Energie (Walsh-Diagramme), Gruppentransferprozesse (z.B. Silatropie) und dynamische Prozesse an hochkoordinierten Hauptgruppen-Elementzentren.
Nebengruppenelement-Chemie Vertiefende Aspekte der Chemie von Carbonyl-Komplexen und von Komplexen mit CO-ähnlichen Liganden und deren Anwendungen in der industriellen Praxis und im Labor Vertiefende Aspekte der Chemie von Phosphan-Komplexen mit Anwendungen in der industriellen Praxis und im Labor Vertiefende Aspekte der Chemie von Metallocenen und Aren-Komplexen mit Anwendungen in der industriellen Praxis und im Labor
Teilnahme-voraussetzungen
Bestandenes Modul BChLA 5.2.2 (Grundlagen der anorganischen Molekül- und Festkörperchemie)
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung und Seminar (max. 20 Stud.) 3 45 Vor- und Nachbereitung 45 2 Praktikum (max. 20 Stud.) 13 180 Prüfungsvorbereitung 30
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliche Prüfung (max. 45 Minuten) 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
der erfolgreiche Abschluss des Praktikums und Anfertigung der schriftlichen Versuchsprotokolle
unbenotet
Sonstiges Literatur: N.N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemie der Elemente E. Riedel, Moderne Anorganische Chemie C. Elschenbroich, Organometallchemie J. Huheey, E. Keiter, R. Keiter, Anorganische Chemie Kalinowski, Berger, Braun, Heteronukleare NMR-Spektroskopie
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Praktikum Festkörperchemie und Materialien (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 2.3.6
Workload 360 h
Umfang 12 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus SS
Modulbeauftragter Prof. Dr. R. Glaum
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie Bachelor of Science Chemie (BCh 6.1.3)
Wahlpflicht 2. od. 4. Sem.
Lernziele und Schlüssel-kompetenzen
Ziel des Moduls ist es, aufbauend auf den Modulen BChLA 2.1 und 3.1, den Studie-renden Grundlagen festkörperchemischer Arbeitstechniken und die Eigenschaften an-organischer Materialien zu vermitteln. Die Studierenden sollen an eigenen Präparaten die grundlegende Meßmethoden für physikalische Eigenschaften fester Stoffe erlernen. Dabei wird die Beziehung zwischen Struktur bzw. Zusammensetzung des untersuchten Stoffes und den Eigenschaften herausgehoben. Die Studierenden erwerben hier Fertig-keiten für die praktischen Arbeiten zu einer Bachelor-Arbeit in der Anorganischen Chemie und für die Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse und Sachverhalte in schriftlicher und mündlicher Form.
Inhalte Anhand der Darstellung einfacher festkörperchemischer Präparate, die einen Einblick in die Synthesemöglichkeiten der Festkörperchemie vermitteln sollen, wie die Darstel-lung von Oxiden durch keramische Pulvermethoden, aus aktiven Vorläuferverbindung-en oder über Sol-Gel-Verfahren, sollen die Syntheseplanung (Temperaturen, Tiegelma-terialien) und die Synthesekontrolle z.B. durch Pulverdiffraktometrie erlernt werden. Weitere Arbeitstechniken wie die Durchführung von Fest-Gas-Reaktionen, der chemi-sche Transport und der Einsatz von Mikrowellen in der Synthese ergänzen das Reper-toire. Für viele Substanzen und Synthesen sind Inertbedingungen unabdingbar. Hier werden die Techniken der Handhabung und Untersuchung solcher Substanzen durch die Verwendung der Schlenktechnik und von Handschuhkästen vermittelt. Zur Charak-terisierung sollen neben der Pulverdiffraktometrie weitere Messmethoden wie magne-tische Messungen, Schwingungsspektroskopie, die thermischen Analyseverfahren der Differenzthermoanalyse, der Thermogravimetrie und der Difference Scanning Calorimetry, die Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeits-charaktristik, die optische Spektroskopie im NIR-, Vis- und UV-Bereich sowie auch Methoden der Elektronenmikroskopie eingesetzt werden, um mit diesen analytischen Verfahren bekannt zu werden. Im Seminar sollen die Studierenden ihre eigenen Arbeiten und deren Hintergrund vorstellen. Prinzipiell dient dieses Modul so der Vorbereitung auf eine Masterarbeit in diesen Bereichen.
Teilnahme-voraussetzungen bestandenes Modul BChLA 5.2.2 (Grundlagen der Molekül- und Festkörperchemie)
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Seminar (max. 20 Stud.) 2 30 Vor- und Nachbereitung 30 2 Praktikum (max. 20 Stud.) 14 210 Vor- und Nachbereitung 70 Prüfungsvorbereitung 20 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliche Prüfung (max. 45 Minuten, 80 %),
ein benoteter Vortrag (20 %). 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
erfolgreicher Abschluß des Praktikums und Anfertigung der schriftlichen Versuchsprotokolle.
unbenotet
Sonstiges Literatur: A.R. West, Festkörperchemie, VCH-Verlag, Weinheim. Smart/Moore, Solid State Chemistry, Taylor & Francis, 2005.
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Praktikum Biochemie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 2.3.7
Workload 360 h
Umfang 12 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus SS
Modulbeauftragter Prof. Dr. C. Thiele
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
LIMES
Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-
semester des Moduls Master of Education Chemie
Bachelor of Science Chemie (BCh 6.1.4) Wahlpflicht 2. od. 4.
Sem.
Lernziele und Schlüssel-kompetenzen
Verständnis der unter Inhalte gennanten Teilbereiche der Biochemie und Zellbiologie Kenntnis und Anwendung der wichtigsten biochemischen Arbeitsmethoden 1. Analytische Fähigkeiten: die Studierenden lernen über die Ziele des Moduls BChLA 5.2.3 hinaus, die vielfältigen Reaktionswege des Intermediärstoffwechsels mit denen des Energiestoffwechsels zu verknüpfen. 2. Problemlösungsfähigkeit: die Studierenden lernen, biochemische Prinzipien auf zur Lösung zellbiologischer und physiologischer Probleme zu verwenden 3. Kritisches Denken: Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden, komplexe Informationen über Gesundheit und Ernährung aus Presse und Internet umfassend auf ihren wissenschaftlichen Gehalt überprüfen und beurteilen zu können.
Inhalte Stickstoff-, Aminosäure- und C1-Stoffwechsel. Stoffwechsel von Membranlipiden und Steroiden, Struktur und Funktion biologischer Membranen. Nukleotid-Stoffwechsel, DNA-Strukturen und Replikation, RNA-Strukturen und Translation, Proteinbiosynthese und Aufbau von Genen und Chromosomen. Signaltrans-duktionsketten, posttranslationale Modifikation und intrazellulärer Transport von Proteinen. Praktikum: 3 Wochen Blockversuche zur Reinigung und Charakterisierung von Biomolekülen. Wochenversuch zur kombinierten Anwendung und Vertiefung der erlernten Techniken Intermediärstoffwechsel 1. Stoffwechsel des Stickstoffs, Stoffwechsel einiger Aminosäuren, C1-
Stoffwechsel, Sulfat-Altivierung, Häm-Synthese und Regulationsprinzipien; Harnstoffzyklus; Mono- und Dioxygenasen, Erbkrankheiten, Bildung von biogenen Aminen, Neurotransmittern und Melanin.
2. Lipidstoffwechsel und Membranen 3. Stoffwechsel der Fettsäuren, einschließlich Bildung von Prostaglandinen,
Thromboxanen und Leukotrienen; Hormonelle Regulation der Lipolyse, Lipid- und Fettsäuretransport über Lipoproteine, Aktivierung und beta-Oxidation gesättigter und ungesättigter Fettsäuren in Mitochondrien und Peroxysomen, Ketonkörper; Struktur, Biosynthese, Abbau und Funktion von Triacylglyceriden, Ester-, Ether- und Vinylether-phospholipiden; Cholesterolbiosynthese und deren Regulation; Sphingolipide: Struktur, Funktion, Biosynthese, Abbau und Erbkrankheiten; Lipiddoppelschichten; Aufbau und Funktion biologischer Membranen
4. Biosynthese und Abbau von Nucleotiden 5. IMP, AMP, GMP, Orotsäure, UMP, CTP; Neusynthese, salvage-pathway,
Abbau und Regulation; Deoxynucleosiddiphosphate und TTP; Erbkrankheiten; Bildung von NAD+, CoA, FAD).
Informationsübertragung in Makromolekülen 1. DNA-Strukturen und Replikation 2. mRNA und Transkription 3. Genetischer Code 4. Proteinbiosynthese 5. Eukaryontische Chromosomen 6. Posttranslationale Modifikation von Proteinen, Intrazellulärer Transport
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Blockversuche 1. Agarose-Gelelektrophorese von DNA, PCR 2. Polyacrylamid-Gelelektrophorese von Proteinen 3. Radioimmuno-Assay 4. Lipidanalyse aus Geweben von Probanden und Gangliosidose-Patienten 5. Techniken zur Proteintrennung (Ionenaustausch-, Gelpermeations-
Chromatographie und Ultrazentrifugation) 6. Enzymkinetik 7. Photometrie 8. Fluorimetrie, Resonanzenergie-Transfer # Wochenversuche aus aktuellen Forschungsgebieten
Teilnahme-voraussetzungen
bestandenes Modul BChLA 5.2.3 (Grundlagen der Biochemie)
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung, Seminar (max. 20 Stud.) 4 60 Vor- und Nachbereitung 60 2 Praktikum (max. 20 Stud.) 12 180 Vor- und Nachbereitung 15 Prüfungsvorbereitung 45 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur (90 Minuten) 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
bestandenes Eingangskolloquium zu jedem Versuch und die erfolgreiche Anfertigung aller schriftlichen
Versuchsprotokolle.
unbenotet
Sonstiges Literatur: D. Voet & J.G. Voet: Biochemistry, John Wiley & Sons; J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer: Biochemistry, W.H. Freemann and Company, New York, 2002; D. E. Metzler, Biochemistry, 2. Ed., The Chemical reactions of living cells, Volume 1+2, Academic Press, 2001.
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Praktikum Aktuelle Methoden der Physikalischen Chemie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 2.3.8
Workload 360 h
Umfang 12 LP
Dauer Modul 0,5 Semester
Turnus SS (1. Hälfte)
Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Sokolowski
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus
Fach-semester
des Moduls Master of Education Chemie Bachelor of Science Chemie
Wahlpflicht 2. od. 4. Sem.
Lernziele und Schlüssel-kompetenzen
1. Vertiefte Kenntnisse im Bereich moderner Themenfelder in der Physikalischen Chemie 2. Anwendung aktueller Auswertemethoden und kritische und vertiefte Beurteilung von Messdaten 3. Das Modul bereitet auf die Durchführung einer Masterarbeit in der Physikalischen Chemie vor. 4. Organisationsfähigkeit 5. Problemlösungsfähigkeit 6. Fortgeschrittene experimentelle Kompetenzen (Beobachten, Protokollieren, Auswerten).
Inhalte Ringvorlesung zu aktuellen Forschungsthemen und -methoden der Physikalischen Chemie wie zum Beispiel: Lichtmikroskopische Verfahren, Fortgeschrittene optische Spektroskopie, Funktionsweise von Lasern und zeitaufgelöste Laserspektroskopie, Chemische und strukturelle Aufklärung von Oberflächen, Dünne Schichten und Filme, Elektrochemische Kinetik, Spin-Resonanz-Methoden, Wissenschaftliche Arbeitsmethoden, Präsentationstechnik.
Teilnahme-voraussetzungen
keine
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 20 Stud.) 3 90 2 Seminar (max. 20 Stud.) 1 30 3 Praktikum (max. 20 Stud.) 8 240 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliches Abschlusskolloquium (45 Minuten) 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Erfolgreich abgeschlossene Praktikumsversuche
unbenotet
Sonstiges
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Praktikum Computational Chemistry (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 2.3.9
Workload 360 h
Umfang 12 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus SS
Modulbeauftragter Prof. Dr. T. Bredow
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-
semester des Moduls Master of Education Chemie
Bachelor of Science Chemie (BCh 6.1.6) Wahlpflicht 2. od. 4.
Sem.
Lernziele und Schlüssel-kompetenzen
In diesem Modul erwerben die Studierenden Grundkenntnisse der Computerchemie. Die Studierenden erlernen, die verschiedenen quantenchemischen Methoden auf die jeweilige Problemstellung anzuwenden, die Resultate kritisch zu bewerten und können dies an ausgewählten Beispielen eigenständig durchführen.
Inhalte Die Veranstaltung zielt auf die praktischen Aspekte der "Computational Chemistry" ab und findet daher überwiegend am Computer statt. Dabei sollen eine Serie von Computerexperimenten mit aufsteigendem Schwierigkeitsgrad unter Anleitung gelöst werden. Im Mittelpunkt stehen chemische Fragestellungen bzgl. Struktur, Reaktivität und den spektroskopischen Eigenschaften von Molekülen, sowie die Energetik und Kinetik von chemischen Reaktionen und intermolekularen Wechselwirkungen. Nach einer allgemeinen Einführung in die Benutzung der verwendeten Betriebssysteme (Linux) und Programmpakete (ORCA, MSINDO, Molden, Molekel, XMGrace, Gnuplot) werden die theoretischen Grundlagen für jedes Computerexperiment durch eine ca. 1-stündige Vorlesung rekapituliert. Besonderer Wert wird darauf gelegt den Anwendungsbereich der verwendeten theoretischen Methoden (Dichtefunktionaltheorie, Hartree-Fock-Theorie, Møller-Plesset- Störungstheorie, ZDO-basierte semiempirische Methoden) aufzuzeigen und die Studierenden zu einem kritischen Vergleich ihrer Rechenergebnisse mit experimentellen Daten anzuhalten. 1. Einführung in gängige Betriebssysteme (Linux) Programmpakete (ORCA,
MSINDO) 2. Konstruktion von Molekülen (graphische Konstruktion, Z-Matrizen) 3. Einführung in die Durchführung und Analyse von Hartree-Fock und DFT
Rechnungen (Gesamtenergie, Orbitalenergien, Gesamt-Elektronendichten, Populationsanalyse)
4. Geometrieoptimierung und Vergleich der Energien von Isomeren. 5. Energetik (Reaktionsenergien, Bindungsenergien, Atomisierungsenergie) 6. Kinetik (Berechnung von Übergangszuständen und kinetischen
Isotopeneffekten) Teilnahme-voraussetzungen
Erfolgreiche Teilnahme an den Modulen BChLA 5.2.4 (ThC I) und BChLA 6.1.3 (ThC II)
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 20 Stud.) 2 60 2 Praktikum (max. 20 Stud.) 15 300 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Abschlußvortrag
Hausarbeit 30% 70%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
keine
Sonstiges Literatur: F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry, John-Wiley & Sons, 1999 C. Cramer, Essentials of Computational Chemistry, Wiley, 2004
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Supramolekularel Chemie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 2.3.10
Workload 300 h
Umfang 10 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus SS
Modulbeauftragter Prof. Dr. A. Lützen
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Fachgruppe Chemie (MNF), Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-
semester des Moduls Master of Education Chemie
Master of Science Chemie (MCh WP2) Wahlpflicht 2. od. 4.
Sem.
Lernziele und Schlüssel-kompetenzen
1. Erwerb von grundlegenden Kenntnissen und Konzepten im Bereich der Supramolekularen Chemie und Anwendung dieses Wissens in Theorie und Praxis 2. Erwerb von Kenntnissen über die grundlegenden Typen nicht-kovalenter Wechselwirkungen sowie deren gezielte Anwendung zur Entwicklung von supramolekularen Aggregaten und Wirt-Gast-Komplexen 3. Ausbau der handwerklichen Fähigkeiten im organisch-chemischen Labor 4. Ausbau der Kenntnisse über moderne analytische Techniken 5. Schriftliche Dokumentation von wissenschaftlichen Versuchen 6. Effizientes Zeitmanagement 7. Informationsmanagement 8. Organisationsfähigkeit 9. weitergehende Schulung des experimentellen Geschicks 10. weitergehende Schulung der Beobachtungsgabe 11. Entwicklung von Problemlösefähigkeiten 12. Ausbau der analytische Fähigkeiten, z.B. die Interpretation von experimentellen Befunden zu supramolekularen Phänomenen 13. Entscheidungsfähigkeit weiter ausbauen 14. Sorgfalt und Verantwortungsbewusstsein weiter schulen 15. Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln 16. den (selbst)kritischen Umgang mit Ergebnissen weiter schulen
Inhalte Theorie Historische Entwicklung Begriffe und Definitionen nicht-kovalente Wechselwirkungen Charakterisierung von supramolekularen Bindungsphänomenen Bindungskonstanten und thermodynamische Daten analytische Methoden Erkennung von ionischen Substraten Erkennung von Kationen Erkennung von Anionen Erkennung neutraler Moleküle wichtige Strukturelemente und Wechselwirkungsarten zum Aufbau eines Rezeptors Erkennung chiraler Substrate (insbesondere von Naturstoffen wie Aminosäuren und Kohlenhydraten) Selbstorganisationsprozesse Selbstorganisation über Wasserstoffbrückenbindungen Selbstorganisation über Metallkoordination Rotaxane, Catenane, molekulare Knoten, molekulare Maschinen Dendrimere Anwendungen in der Sensorik Anwendungen in Reaktionen Praxis Durchführung präparativer und analytischer Arbeiten, wie z. B. die Darstellung
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
einfacher Rezeptorstrukturen oder molekularer Elemente zum Aufbau supramolekularer Aggregate durch Selbstorganisations-prozesse, die Charakterisierung von einfachen Wirt-Gast-Komplexen oder durch Selbstorganisationsprozesse gebildeter Aggregate mittels NMR-, UV-, Fluoreszenzspektroskopie oder Massenspektrometrie
Teilnahme-voraussetzungen
bestandenes Modul MEdCh1.3.7
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 4 120 2 Praktikum (max. 2 Stud. je Gruppe) 6 180 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Mündliche Prüfung 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Versuchsprotokolle zum Praktikum unbenotet
Sonstiges Literatur: Steed, Atwood, Supramolecular Chemistry (Wiley-VCH)
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Strukturbestimmung kristalliner Materie mit Beugungsmethoden (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 2.3.13
Workload 300 h
Umfang 10 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus SS
Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Beck
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Anorganische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-
semester des Moduls Master of Education Chemie
Master of Science Chemie Wahlpflicht 2. od. 4.
Sem.
Lernziele und Schlüssel-kompetenzen
1. Erwerb grundlegender Kenntnisse der Kristallographie 2. Verständnis der Phänomene der Beugung von Röntgen- und Elektronenstrahlen an Kristallen 3. Verständnis des Gangs der Strukturaufklärung kristalliner Stoffe mittels Beugungsmethoden 4. Erkennen der Grenzen der Methode 5. Fähigkeit zur Anwendung der vermittelten Kenntnisse zur Indizierung von Beugungsaufnahmen und zur Strukturbestimmung aus Beugungsdaten 6. Entwicklung von Problemlösefähigkeiten 7. Ausbau der analytischen Fähigkeiten, hier die Interpretation von experimentellen Befunden zur Bestimmung der atomaren Struktur 8. Aneignung methodischen Wissens 9. Kommunikationsfähigkeit weiterentwickeln 10. kritischer Umgang mit Ergebnissen 11. Erkennen der Grenzen von wissenschaftlichen Methoden 12. Erkennen von „Fallstricken“ und Vermeiden von Fehlinterpretationen 13. Entwicklung des räumlichen Vorstellungsvermögens
Inhalte Einführung in die Kristallographie: der kristalline Zustand der Materie, Translationsgitter, kristallographische Symmetrieelemente und Koordinatensysteme, kristallographische Punkt- und Raumgruppen Röntgenbeugung an Kristallen: Erzeugung und Eigenschaften von Röntgenstrahlung, Filterung und Monochromatisierung von Röntgenstrahlung, Röntgenbeugung an Pulvern und Einkristallen, Detektion von Röntgenstrahlung, Diffraktometer Kristallstrukturanalyse: Elektronendichte und Fourier-Synthese, Auslöschungsgesetze, Gewinnung von Strukturmodellen, Patterson-Synthese, Direkte Methoden, Verfeinerung von Kristallstrukturen, thermische Auslenkungsparameter, Friedelsches Gesetz, Bestimmung der absoluten Konfiguration, Neutronen- und Synchrotronstrahlung, Proteinkristallographie Beugung, Abbildung und Analytik mit Elektronenstrahlen: Elektronenmikroskop: Betriebsmodi Abbildung und Beugung, reziprokes Gitter und Netzebenenscharen, Ewald-Konstruktion, Visualisierung des rez. Gitters in Elektronenbeugungsbildern, Raumgruppenbestimmung aus Elektronenbeugungsaufnahmen, Kristallgitterabbildungen in der hochauflösenden Elektronenmikroskopie, lokale chemische Analyse mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie Praktikum: International Tables for Crystallography, Indizierung von Pulveraufnahmen, kristallographische Datenbanken, Filmaufnahmeverfahren mit Einkristallen, Auswertung von Einkristallaufnahmen, Datensammlung am Diffraktometer, Strukturlösung durch Patterson-Synthese und Direkte Methoden, Strukturverfeinerung, Visualisierung von Kristallstrukturen, Aufnahme von Elektronenbeugungsbildern, Indizierung und Auswertung von Elektronenbeugungsaufnahmen, quantitative Bestimmung der chemischen Zusammensetzung aus EDX-Spektren
Teilnahme- bestandenes Modul MEdCh1.3.6
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
voraussetzungen Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 4 90 2 Seminar (max. 30 Stud.) 1 60 3 Praktikum (max. 2 Stud. je Gruppe) 4 150 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Protokolle der praktischen Übungen unbenotet
Sonstiges Literatur: a) Massa, Kristallstrukturanalyse (Teubner) b) Borchardt-Ott, Kristallographie (Springer) c) Williams/Carter, Transmission Electron Microscopy (Plenum Press)
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Quantenchemie II: Elektronenkorrelation in Atomen und Molekülen (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 2.3.14
Workload 300 h
Umfang 10 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus SS
Modulbeauftragter Prof. Dr. S. Grimme
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-
semester des Moduls Master of Education Chemie
Master of Science Chemie Wahlpflicht 2. od. 4.
Sem.
Lernziele und Schlüssel-kompetenzen
1. Vertiefende Kenntnis der Methoden und Konzepte der Quantenchemie zur quantitativen Behandlung der Elektronenstruktur von Atomen und Molekülen 2. Einführung in die Programmiersprache Fortran und Umsetzung quantenchemischer Methoden in Computerprogramme 3. Praktische Durchführung und Interpretation quantenchemischer Berechnungen 4. Vorbereitung auf eigene Arbeiten im Bereich der ab initio-Quantenchemie 5. Lernkompetenz 6. Methodenkompetenz 7. Selbstkompetenz
Inhalte Das Modul richtet sich an Studierende mit verstärktem Interesse an der theoretischen Behandlung von Molekülen, molekularen Eigenschaften und chemischen Reaktionen. Nach Wiederholung der HF-Theorie und Einführung neuer grundlegender theoretischer Konzepte zur quantitativen Behandlung des N-Elektronenproblems, werden die Standardmodelle der korrelierten ab initio Quantenchemie behandelt (CI, MP, CC). Die numerische Genauigkeit der verschiedenen Methoden wird anhand von Benchmarkergebnissen an kleinen Molekülen dokumentiert. Die zur Implementation der Methoden notwendigen Schritte werden anhand einiger Beispiele aufgezeigt und die algorithmische Effizienz verschiedener Implementationsstrategien bzw. spezielle numerische Methoden zur Behandlung von großen Systemen werden diskutiert. Weitere zentrale Themen sind die Dichtefunktionaltheorie bzw. Nährungsfunktionale und ihre Eigenschaften/Grenzen, die theoretische Beschreibung von nicht-kovalenten Wechselwirkungen von Molekülen in der Gasphase. Weiterhin erfolgt eine Einführung in die Quantendynamik und die Behandlung von schweren Elementen und elektronisch angeregten Zuständen. Das angeschlossene Programmierpraktikum bietet die Möglichkeit, anhand der Erstellung eines einfachen Hartree-Fock- und MP2-Programms Zugang zu den praktischen Fragen der quantenchemischen Methodenentwicklung zu erhalten und die Vorlesungsinhalte durch praktisches Arbeiten zu vertiefen. Im zweiten Teil des Praktikums werden eine Vielzahl von typischen chemischen Problemen (Struktur, Thermochemie, Spektroskopie) mit quantenchemischen Standardmethoden behandelt.
Inhalte
Wiederholung der Hartree-Fock-Theorie Effiziente Methoden für große Systeme Qualitative Diskussion des Elektronenkorrelationsproblems Zweite Quantisierung und Diagrammtechnik Wellenfunktionsbasierte Korrelationsmethoden (CI, MP, CC) Basissatzextrapolation und explizite Korrelation Relativistische Effekte und effektive Potentiale Dichtefunktionaltheorie Theoretische Spektroskopie und Molekulare Eigenschaften Elektronisch angeregte Zustände, Multi-Referenz-Methoden Quantendynamik
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Nicht-kovalente Wechselwirkungen und Dispersionskorrekturen Teilnahme-voraussetzungen
bestandenes Modul MEdCh1.3.9
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 20 Stud.) 2 60 2 Seminar (max. 20 Stud.) 2 80 3 Praktikum (max. 1 Stud. je Gruppe) 5 160 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung mündliche Prüfung 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Protokoll zum Praktikum; Seminarvortrag unbenotet
Sonstiges Literatur: Szabo, Ostlund, Modern Quantum Chemistry (Dover) Helgaker, Jørgensen, Olsen, Molecular Electronic Structure Theory (Wiley)
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Oberflächen und Elektrochemie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 2.3.15
Workload 300 h
Umfang 10 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus SS
Modulbeauftragter Prof. Dr. H. Baltruschat
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Fachgruppe Chemie (MNF), Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-
semester des Moduls Master of Education Chemie
Master of Science Chemie Wahlpflicht 2. od. 4.
Sem.
Lernziele und Schlüssel-kompetenzen
1. Kenntnis der Modelle und experimentellen Methoden zur Beschreibung und Erforschung der unterschiedlichen Grenzflächen und der an ihnen ablaufenden chemischen Prozesse 2. Anwendung der Konzepte und Modelle zur Lösung von theoretischen und praktischen Problemen 3. Eigenständiger Umgang mit den experimentellen Methoden des Gebietes 4. Grundlegendes Verständnis moderner Forschungsliteratur
Inhalte Thermodynamik von Grenzflächen Geometrische und elektronische Struktur von Oberflächen Adsorption und Desorption Chemische Bindung an Oberflächen Mechanismen der heterogenen Katalyse Methoden der Oberflächenanalyse Schichtwachstum, Keimbildung Modelle der elektrochemischen Doppelschicht Elektrochemische Kinetik, Markustheorie Elektrokatalyse Elektrochemische Untersuchungsmethoden Elektrochemische in-situ Charakterisierung Technische Anwendung von Grenzflächen und Prozessen an diesen
Teilnahme-voraussetzungen
bestandenes Modul MEdCh2.3.1
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 30 Stud.) 3 135 2 Seminar (max. 30 Stud.) 1 45 3 Praktikum (max. 2 Stud. je Gruppe) 4 120 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
Antestate zum Praktikum Praktikumsprotokolle
unbenotet unbenotet
Sonstiges Literatur
Modulbeschreibung WP M.Ed. CHEMIE
Stand: 16.11.2015
Modul: Chemische Biologie/Medizinische Chemie (Wahlpflichtbereich)
Modulnummer MEdCh 2.3.16
Workload 300 h
Umfang 10 LP
Dauer Modul 1 Semester
Turnus SS
Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Gütschow
Anbietendes Institut (ggf. Abt.)
Fachgruppe LIMES (MNF), Fachgruppe Pharmazie (MNF)
Verwendbarkeit Studiengang Modus Fach-
semester des Moduls Master of Education Chemie
Master of Science Chemie; BSc Molekulare Biomedizin Wahlpflicht 2. od. 4.
Sem.
Lernziele und Schlüssel-kompetenzen
1. Kenntnis von Synthese und Eigenschaften der Biopolymere 2. Kenntnis aktueller Konzepte der Bioorganischen Chemie, der kombinatorischen Chemie, der Medizinischen Chemie und der Chemischen Biologie 3. Anwendung der Konzepte auf moderne biologische und biotechnologische Fragestellungen
Inhalte Medizinische Chemie: Darstellung und Gewinnung von Wirkstoffen (small molecules), Interaktion von Wirkstoffen mit Target-Proteinen, funktionelle In-vitro-Assays von Wirkstoffen Chemische Biologie: Synthese, Struktur und Anwendungsmöglichkeiten von Nukleinsäuren, Peptiden und Proteinen, organische Chemie enzymkatalysierter Reaktionen, Glycochemie, Lipide und Membranchemie, Strategien zur Wirkstoffsuche, katalytische Antikörper, Kombinatorische Chemie und Biochemie, Phagen- und Ribosomen-Display, Aptamere, Ribozyme RNA-Technologien, Modelle zur Entstehung des Lebens Praktikum: Interaktionsanalyse von Wirkstoffen (small molecules) mit Target-Proteinen, Reinigung Taq-Polymerase/PCR Primer Design, Kinetik einer enzymkatalysierten Reaktion, HPLC/MS, Gel-shift-Assay, Fluoreszenz-Resonanzenergie-Transfer, funktionelle Enzym-Assays, Synthese eines Wirkstoffs, Isolierung eines pharmakologisch aktiven Naturstoffs
Teilnahme-voraussetzungen
bestandenes Modul MEdCh1.3.7; max. 6 Teilnehmer
Veranstaltungen Lehrform, Thema, Gruppengröße SWS Workload [h] 1 Vorlesung (max. 6 Stud.) 3 90 2 Seminar (max. 6 Stud.) 0,5 20 3 Praktikum (max. 2 Stud. je Gruppe) 5,5 190 Prüfung(en) Prüfungsform(en) Benotung Klausur 100%
Studienleistungen Studienleistung(en) als Voraussetzung zur Prüfungsteilnahme
akzeptierte Protokolle aller Praktikumstage unbenotet
Sonstiges Literatur
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