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Modulhandbuch für das Bachelor- und Masterstudium im Fach Chemie für das

Lehramt für die Sekundarstufen I und II

Inhaltsverzeichnis

Bachelorstudium

1. Pflichtmodule BM-1 Allgemeine und Anorganische Experimentalchemie BM-2 Anorganische Experimentalchemie BM-3 Organische Experimentalchemie I BM-4 Physikalische Chemie BM-5 Mathematik für Lehramt Chemie BM-8 Didaktik der Chemie I

2. Wahlpflichtmodule BM-6 Physikalisch-chemische Arbeitsmethoden in der analytischen Chemie BM-7 Analytische Chemie für Lehramt Chemie

Masterstudium

1. Pflichtmodule VM-1 Naturstoffe und Makromolekulare Stoffe

VM-2 Weiterführende Anorganische Chemie VM-3 Koordinationschemie und Bioanorganische Chemie VM-4 Didaktik der Chemie II

2. Wahlpflichtmodule VM-5 Materialien für die Energietechnik VM-6 Anorganische Funktionsmaterialien VM-7 Ionische Flüssigkeiten VM-8 Technische Chemie VM-9 Kolloid- und Polymerchemie für Lehramt Chemie VM-10 Stereochemie VM-11 Einführung in die Theoretische Chemie für Lehramt Chemie VM-12 Aromatenchemie und Heterocyclen VM-13 Chemie und Umwelt VM-14 Computeranwendungen in der Chemie VM-15 Computer im Chemieunterricht VM-16 Aktuelle Themen in der Chemie

Auswahl VM-5 bis VM-15 VM- 17 Aktuelle Themen der Chemie und Computer im Chemieunterricht

Auswahl VM-5 bis VM-16

2

Bachelorstudium

3

Pflichtmodule

BM-1 Allgemeine und Anorganische Experimentalchemie

Modultitel

BM-1 Allgemeine und Anorganische Experimentalchemie

Pflichtmodul

Leistungspunkte

8

Studiensemester (empfohlen)

1

Häufigkeit des Angebots

WiSe

Dauer

1 Semester

Aufwand/Leistungspunkte Lehrveranstaltungen

Vorlesung Seminar

Praktikum

Kontaktzeit

4SWS 1SWS 3SWS

Selbstlernzeit 120,00 h

Lernergebnisse/Kompetenzen Die Studierenden

verfügen über ein Grundverständnis der Wissenschaft Chemie als Ganzes und können Zusammenhänge zwischen Struktur, Eigenschaften und Anwendungen von Stoffen herstellen.

beherrschen die chemische Zeichensprache und das chemische Rechnen (Stöchiometrie) und können Reaktionsgleichungen aufstellen.

kennen wichtige Grundoperationen des praktischen Arbeitens in der Chemie und können Trennoperationen sowie einfache präparative Methoden anwenden.

besitzen Kenntnisse über die quantitative anorganische Analytik und können diese bei der Durchführung grundlegender chemischer Reaktionen anwenden.

sind in der Lage, chemisches Grundlagenwissen bereitzustellen, ihre chemischen Kenntnisse auf Stoffe und Reaktionen anzuwenden, die Chemie als praktische Naturwissenschaft zu verstehen und Sachverhalte aus chemischer Sicht zu beurteilen.

sie können auf der Grundlage wissenschaftlicher Denkweisen Zusammenhänge herstellen und Schlussfolgerungen ziehen, Hypothesen durch Experimente verifizieren.

sind in der Lage, in der Praktikumsgruppe zu kooperieren und zu kommunizieren.

können wissenschaftliche Sachverhalte dokumentieren und präsentieren.

entwickeln experimentelle Fähigkeiten und Fertigkeiten und können diese bei den praktischen Arbeiten im Labor gegenstandsadäquat anwenden.

Inhalte Vorlesung: Grundprinzipien und allgemeine Gesetzmäßigkeiten der Chemie sowie die Chemie der Hauptgruppenelemente (Gruppen 14-18).

Einteilung und Trennung von Stoffen

Stoff- und Energiebilanz chemischer Reaktionen

Atombau und Periodensystem der Elemente

Chemische Bindung

Reaktionsarten (Säure/Base-, Redox-, Löse/Fällungs- und Komplexreaktionen). Seminar Wiederholung und Anwendung der Vorlesungsinhalte. Praktikum Durchführung von Grundoperationen der Chemie und ausgewählten quantitativ-analytischen Untersuchungen.

Teilnahmevoraussetzungen

Prüfung/Benotung Voraussetzungen für den Abschluss des Moduls sind das erfolgreich absolvierte Praktikum sowie der bestandene Stöchiometrietest aus dem Seminar. Die Klausurnote ist zugleich die Modulnote.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen

Modulverantwortlicher N.N.

4

BM-2 Anorganische Experimentalchemie

Modultitel

BM-2 Anorganische Experimentalchemie

Pflichtmodul

Leistungspunkte

12


2


SoSe

Dauer

1 Semester


Vorlesung Seminar

Seminar Gefahrstoffe im Chemieunterricht

Praktikum

Kontaktzeit

4SWS 2SWS 1SWS

5SWS



besitzen Basiswissen zu den Eigenschaften und Reaktionen der Haupt- und Nebengruppenelemente und deren Verbindungen und können Zusammenhänge zwischen Struktur, Eigenschaften und Anwendungen von Stoffen herstellen.

kennen aus der qualitativen anorganischen Analytik grundlegende Nachweis-reaktionen von Kationen und Anionen und können diese im Trennungsgang anwenden.

verfügen über Kenntnisse bezüglich Qualitätssicherung- und Einschätzung, Validierung von Analysenverfahren, Referenzmaterialien, chemometrische Auswertemethoden sowie elektrochemische Analysenverfahren und sind in der Lage, einen analytischen Gesamtprozess durchzuführen und zu bewerten.

können auf der Grundlage wissenschaftlicher Denkweisen komplexe Zusammenhänge herstellen und Schlussfolgerungen ziehen sowie Hypothesen durch Experimente verifizieren.

sind in der Lage, in der Praktikumsgruppe zu kooperieren und zu kommunizieren.

können wissenschaftliche Sachverhalte dokumentieren und präsentieren.

entwickeln weitere experimentelle Fähigkeiten und Fertigkeiten und können diese bei den praktischen Arbeiten im Labor gegenstandsadäquat anwenden.

Inhalte Vorlesung: Haupt- und Nebengruppenelemente - Experimentalvorlesung

Chemie der Hauptgruppenelemente (Gruppen 1-3)

ausgewählte Nebengruppenelemente und deren Verbindungen. Seminar Wiederholung und Anwendung der Vorlesungsinhalte. Praktikum Durchführung einiger Trennungsgängen und eines analytischen Gesamtprozesses. Seminar Gefahrstoffe im Chemieunterricht: Diskussion der Richtlinien für den Umgang mit Gefahrstoffen im Chemieunterricht und Erarbeiten von Materialien für das Arbeiten mit Chemikalien im Chemieunterricht.


Prüfung/Benotung Voraussetzung für den Abschluss des Moduls ist das erfolgreich absolvierte Praktikum. Die Klausurnote ist zugleich die Modulnote.



5

BM-3 Organische Experimentalchemie I

Modultitel

BM-3 Organische Experimentalchemie I

Pflichtmodul

Leistungspunkte

12


3


WiSe

Dauer

1 Semester

Aufwand/Leistungspunkte

Lehrveranstaltungen

Vorlesung Seminar

Praktikum

Kontaktzeit

3SWS 2SWS 5SWS



kennen die wichtigsten Stoffklassen der Organischen Chemie und können grundlegende ionische und radikalische Reaktionsmechanismen beschreiben.

können Voraussagen bezüglich der Reaktivität von Elektrophilen und Nucleophilen ableiten.

kennen in Ansätzen die industrielle und medizinische Bedeutung organischer Verbindungen.

sind in der Lage, grundlegende präparative Methoden (z.B. Destillation, Kristallisation) der Organischen Chemie anzuwenden.

beherrschen einfache Synthesemethoden (Veresterungen, Substitutionen, Oxidationen).

können organische Verbindungen in reiner Form isolieren und charakterisieren.

können Protokolle und Arbeitsvorschriften selbstständig erstellen.

Inhalte Vorlesung: Grundlagen der Organischen Chemie - Experimentalvorlesung

Grundprinzipien der kovalenten Bindung und Konzepte der Hybridisierung von Atomorbitalen

Grundtypen von Kohlenwasserstoffen (Alkane, Alkene, Alkine) und aromatischen Verbindungen

Funktionelle Gruppen unter Gesichtspunkten der Stereochemie, Reaktions- mechanismen und Anwendungen in der Synthese

Seminar Wiederholung und Anwendung der Vorlesungsinhalte und Begleitung des Praktikums (1,5 SWS und 0,5 SWS). Praktikum

Durchführen von ausgewählten Grundoperationen des praktischen Arbeitens in der Organischen Chemie

Erlernen von ausgewählten präparativen organischen Methoden

Teilnahmevoraussetzungen Modul BM1

Prüfung/Benotung Klausurnote ist zugleich die Modulnote.


Z. T. verwendbar im Studiengang Bachelor Chemie

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Torsten Linker

6

BM-4 Physikalische Chemie

Modultitel

BM-4 Physikalische Chemie

Pflichtmodul

Leistungspunkte

12


4


SoSe

Dauer

1 Semester


Vorlesung Übung

Praktikum

Kontaktzeit

4SWS 2SWS 4SWS



besitzen Kenntnisse über Grundlagen der Chemischen Thermodynamik, der Kinetik und der Elektrochemie und können diese anwenden.

können selbstständig ihre Grundkenntnisse bei der Vorbereitung, Durchführung und Auswertung der Experimente im Grundpraktikum anwenden.

können selbstständig Übungsaufgaben zur Physikalischen Chemie lösen.

Inhalte Vorlesung: Physikalische Chemie

Begriffe, Theorien und Gesetze der chemischen Thermodynamik, der Reaktionskinetik und der Elektrochemie,

Anwendung mathematisch-physikalischer Methoden und physikalischer Messverfahren bei der Lösung chemischer Probleme

Übung Festigung des erworbenen Wissens durch Lösen vielfältiger Aufgaben. Praktikum

Durchführung von Experimenten zur experimentellen Bestätigung von theoretisch eingeführten Sachverhalten

praktische Anwendung der in Vorlesung und Seminar besprochenen physikalisch- chemischen Arbeitstechniken

Teilnahmevoraussetzungen Bestandene Module „Allgemeine und Anorganische Chemie“ und „Mathematik.

Prüfung/Benotung Portfolioprüfung Die Prüfungsnote ist zugleich die Modulnote. Voraussetzung für den Abschluss des Moduls ist das erfolgreich absolvierte Praktikum.


BBW, BEW, BGeo

Modulverantwortlicher Prof. Dr. Ilko Bald

7

BM-5 Mathematik für Lehramt Chemie

Modultitel

BM-5 Mathematik für Lehramt Chemie

Pflichtmodul

Leistungspunkte

4


1


WiSe

Dauer

1 Semester

Aufwand/ Leistungspunkte Lehrveranstaltungen

Vorlesung Seminar (Übungen)

Kontaktzeit

2SWS 1SWS


Lernergebnisse/ Kompetenzen Die Studierenden

beherrschen mathematische Werkzeuge, die für das Lehramtsstudium Chemie und für die Gestaltung des Chemieunterrichts von Bedeutung sind.

können diese Werkzeuge bei der Behandlung chemiebezogener Aufgaben nutzen.

Inhalte Vorlesung: Grundlagen der Mathematik

Zahlen, Mengen, Kombinatorik

Komplexe Zahlen

Polynome und Gleichungen höheren Grades

Folgen und Reihen

Funktionen einer Variablen

Differentialrechnung für Funktionen einer Variablen

Taylorreihen

Integralrechnung für Funktionen einer Variablen

Vektoren

Matrizen und Determinanten Übung Wiederholung , Vertiefung und Anwendung der Vorlesungsinhalte anhand von Übungsaufgaben.

Teilnahmevoraussetzungen Brückenkurs Mathematik hilfreich.



Modulverantwortlicher Prof. Dr. Peter Saalfrank

8

BM-8 Didaktik der Chemie I

Modultitel BM-8 Didaktik der Chemie I

Pflichtmodul

Leistungspunkte

14


5 und 6


WiSe

Dauer 2 Semester


Vorlesung Seminar

Praktikum SPS

Seminar SPS Praktikum SPS

Kontaktzeit

1SWS 1SWS 5SWS 1SWS 2SWS 3SWS



besitzen grundlegende didaktisch-methodische Kenntnisse und können diese bei Fragen zur Stoffauswahl und didaktisch-methodischen Gestaltung von Chemieunterricht anwenden,

besitzen Kenntnisse zur Struktur von Rahmenplänen und können gestellte Aufgaben theoriegeleitet und praxisrelevant erschließen und lösen,

sind in der Lage, in Studiengruppen didaktisch-methodische Fragen zu diskutieren, zu beantworten und ergebnisadäquate Präsentationsformen einzusetzen,

besitzen grundlegende Kenntnisse über die Anforderungen an das Experimentieren im Chemieunterricht und können sicher, gefahrlos und mit minimalem Stoffeinsatz die angestrebten Effekte experimentieren.

sind in der Lage, die ausgewählten Experimente Stoffinhalten von Rahmenplänen zuzuordnen,

sind in der Lage, rahmenplanadäquat Experimente vor der Studiengruppe zu demonstrieren und aus fachchemischer sowie didaktisch-methodischer Sicht zu erläutern.

besitzen Kenntnisse zur Struktur von Rahmenplänen und können angeleitet ausgewählte Unterrichtseinheiten theoriegeleitet und praxisrelevant planen und durchführen,

besitzen grundlegende Kenntnisse über die Anforderungen an das Experimentieren im Chemieunterricht und können Experimente für selbstständig durchzuführenden Unterricht bestimmen, erproben und im Unterricht sicher und gefahrlos durchführen,

besitzen Kenntnisse über die Anlage und Struktur von Hospitationsprotokollen und sind in der Lage, den eigenen und hospitierten Unterricht zu reflektieren und kritisch zu beurteilen,

Inhalte Vorlesung: Theoretische Grundlagen und Fragen der Stoffauswahl für die didaktisch-methodische Gestaltung von Chemieunterricht- - Experimentalvorlesung

Beobachten und Experimentieren im Chemieunterricht

Erkenntnisgewinnung – Erkenntniswege im Chemieunterricht

Begriffe im Chemieunterricht

Modelle für die Erkenntnisgewinnung im Chemieunterricht

Medien für die Erkenntnisgewinnung im Chemieunterricht

Chemiegeschichte – chemische Zeichensprache

Seminar Diskussion von theoretischen Grundlagen und von Möglichkeiten praxisrelevanter Umsetzung bei der Unterrichtsplanung.

Praktikum Durchführung von Lehrerdemonstrationsexperimenten und Schülerexperimenten zu ausgewählten Themenschwerpunkten mit unterrichtsrelevanten Geräten und Chemikalien. Erprobung von Experimenten für den selbstständigen Unterricht. SPS

Praktische Anwendung der theoretischen und experimentellen Kenntnisse und Fähigkeiten bei der Planung und Durchführung von selbstständigem Unterricht mit vorheriger Erprobung der geplanten durchzuführenden Experimente. Hospitationen mit Anfertigung von Hospitationsprotokollen


Prüfung/Benotung Die Vergabe der Leistungspunkte für die Vorlesung und das Seminar setzen die bestandene Klausur voraus. Das Praktikum schließt mit einem Demonstrationsvortrag ab. Die Leistungspunkte werden auf der Grundlage der erfolgreich durchgeführten Experimente und des

Demonstrationsvortrages vergeben. Die Klausurnote ist zugleich die Modulnote. Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen

Modulverantwortlicher apl. Prof. Dr. Brigitte Duvinage

9

Wahlpflichtmodule

BM-6 Physikalisch-chemische Arbeitsmethoden in der analytischen Chemie Modultitel BM-6 Physikalisch-chemische Arbeitsmethoden in der analytischen Chemie

Wahlpflichtmodul

Leistungspunkte

7


1


WiSe

Dauer

1 Semester


Vorlesung Seminar

Kontaktzeit

3SWS 2SWS



besitzen Grundkenntnisse über UV/VIS-, IR- und NMR- Spektroskopie sowie über Massenspektrometrie und können die Methoden beschreiben.

können Spektren interpretieren und daraus Aussagen über die Struktur chemischer Verbindungen ableiten.

können mit Modellen arbeiten.

Inhalte Vorlesung: Grundlagen zu physikalisch-chemische Arbeitsmethoden

physikalisch-chemischen Grundlagen ausgewählter spektroskopischer Methoden,

Wechselwirkungen zwischen elektromagnetischer Strahlung und Stoff anhand einfacher Modelle, wie Quantenzahlen, harmonischer Oszillator und Stabmagnet im äußeren Magnetfeld,

„Neuere Analyseverfahren“ und Chemieunterricht der gymnasialen Oberstufe


Prüfung/Benotung Portfolioprüfung Portfolionote ist zugleich die Modulnote.


BBW


JProf. Dr. Henrike Müller-Werkmeister

10

BM-7 Analytische Chemie für Lehramt Chemie

Modultitel BM-7 Analytische Chemie für Lehramt Chemie

Wahlpflichtmodul

Leistungspunkte

7


5


Beginn WiSe

SoSe

Dauer

2 Semester


Lehrveranstaltungen

Vorlesung Seminar

Praktikum

Kontaktzeit

4SWS 1SWS 1SWS


Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden

besitzen Grundlagenkenntnisse zu instrumentell-analytischen Methoden

besitzen Kenntnisse über moderne Methoden der Stofftrennung und über instrumentell-analytische Methoden der Element- und Strukturanalytik hinsichtlich qualitativer und quantitativer Aspekte.

kennen Chromatographische Trennmethoden und ausgewählte Methoden der Strukturaufklärung und können sie beschreiben.

sind in der Lage, unter kombiniertem Einsatz von IR und UV-VIS die Struktur kleiner organischer Verbindungen zu ermitteln.

vertiefen ihre erworbenen Kenntnisse im Praktikum und können die Ergebnisse selbstständig zusammenfassen und präsentieren.

Inhalte

Vorlesung1: Instrumentell-Analytische Methoden

Kalorimetrie und Thermische Analyse,

ESRSpektroskopie,

Chromatographische Trenntechniken (TLC, LC, GC, HPLC – Grundprinzipien, Anwendung),

Methoden der Atomspektroskopie zur Elementanalytik (Emission – Lichtbogen, Flamme, Plasmen - ICP-MS, AAS – Flamme, Graphitrohr – Atomfluoreszenz- und Röntgenfluoreszenzspektroskopie). Vorlesung2: Grundlagen zu modernen Methoden der Stofftrennung und Methoden der Strukturaufklärung

UV-VIS und Schwingungsspektroskopie (IR, RAMAN) (Grundprinzipien, Experiment, Analytische Information, Anwendung, Fluoreszenzspektroskopie),

Vorgehensweise beim kombinierten Einsatz von IR und UV-VIS und zur Strukturanalytik in Lösung.

Seminar Wiederholen, Üben und Anwenden der in der Vorlesung erworbenen Kenntnisse. Praktikum Tagesversuche zu Methoden der Strukturanalytik (TLC, GC, HPLC, Photometrie, Polarimetrie, UV-VIS, IR,) in den jeweiligen Forschungslaboratorien in Gruppen von 3-5 Student/Innen. Verlauf: Eingangsprüfung entsprechend Kladde, Versuch, Protokoll.


Prüfung/Benotung

Klausur ist zugleich die Modulnote. Protokolle für Praktikum – Abtestat.

Verwendung des Moduls in anderen Studiengängen


Prof. Dr. Heiko Möller

11

Masterstudium

12

Pflichtmodule VM-1 Naturstoffe und Makromolekulare Stoffe

Modultitel

VM-1 Naturstoffe und Makromolekulare Stoffe

Pflichtmodul

Leistungspunkte

6


5


WiSe

Dauer

1 Semester


Lehrveranstaltungen

Vorlesung Seminar

Kontaktzeit

2SWS 2SWS



● besitzen einen Überblick über die wichtigsten Naturstoffklassen und deren prominenten Vertreter, sowie deren Herkunft bzw. Synthesemöglichkeiten. Sie können die betreffenden Stoffgruppen anhand der Strukturen erkennen und ihre Aufbauprinzipien und Eigenschaften erklären.

● können die wichtigsten Aufbauprinzipien für Biopolymere und synthetische Polymere beschreiben und erläutern.

● verfügen über Grundkenntnisse in den Reaktionen zur Herstellung bzw. Biosynthese von Naturstoffen, Biopolymeren und synthetischen Polymeren.

● sind in der Lage, Modifizierungen von Biopolymeren für den technischen Gebrauch vorzuschlagen. ● können einen Überblick über die Eigenschaften, Funktionen und Bedeutung der wichtigsten

Naturstoffe und Biopolymere erstellen und diskutieren. ● besitzen Grundkenntnisse über Struktur-Eigenschafts-Beziehungen bei Naturstoffen und natürlichen

Makromolekülen. ● sind mit grundlegenden Umweltaspekten der Herstellung und Nutzung von Polymeren vertraut und

können aktuelle Lösungsvorschläge diskutieren (nachwachsende Rohstoffe, Bioabbaubarkeit, Carbon footprint usw etc.).

● können Übungsaufgaben zu den erlernten Themen selbständig lösen.

Inhalte Vorlesung

Überblick über die wichtigsten Naturstoffklassen (Aminosäuren, Kohlenhydrate, Nucleinsäuren, Isoprenoide, etc.). Systematischer Zusammenhang zwischen diesen Stoffgruppen und ihrer Rolle in der Organischen Chemie, speziell auch der Rolle von Naturstoffen als Polymerbausteine.

Überblick über die wichtigsten Biopolymere, sowie die bedeutendsten Gruppen von synthetischen Polymeren. Exemplarische Behandlung bekannter Vertreter dieser Stoffgruppen.

Bildung/Synthese von Polymeren/Makromolekülen aus den behandelten Monomerbausteinen. Vergleichende Darstellung der wichtigsten synthetischen und biosynthetischen Polymerisa-tionsmechanismen.

Eigenschaften, Vorkommen und Bedeutung der Naturstoffe und der natürlichen Makromoleküle. Die biologische Bedeutung und die physiologischen Eigenschaften der Substanzen werden in Einzelbeispielen behandelt.

Umweltaspekte der Herstellung und Nutzung von Polymeren und Lösungsansätze (nachwachsende Rohstoffe, Biokunststoffe, bioabbaubare Polymere etc.).

Seminar

Übungsbeispiele zu Stoffklassen, deren Eigenschaften, Bildung, Vorkommen, Systematik und Nomenklatur.

Übung von Reaktionsverläufen und einfachen Mechanismen zur Herstellung, Modifizierung; dabei auch Betonung des Zusammenhangs mit den Reaktionsmechanismen der Organischen Chemie.

Verteilung von Übungsaufgaben zum Selbststudium und Besprechung der Lösungen.


Prüfung/Benotung Klausur, Klausurnote ist zugleich Modulnote.



Prof. Dr. André Laschewsky

13

VM-2 Weiterführende Anorganische Chemie

Modultitel VM-2 Weiterführende Anorganische Chemie

Wahlpflichtmodul

Leistungspunkte

6


1


WiSe

Dauer

1 Semester


Vorlesung „Chemie der Metalle“

Vorlesung „Festkörper und Anorganische

Werkstoffe“

Kontaktzeit

1SWS

2SWS



besitzen Kenntnisse zur Charakterisierung einer Metall-Kohlenstoffbindung.

können durch Betrachtung der Polarität der Bindung Aussagen zur Reaktivität von Verbindungen und zu Syntheseaspekten ableiten.

besitzen Kenntnisse über die Chemie der Elemente der Gruppen 4-10 und können diese anwenden.

kennen den grundlegenden Aufbau kristalliner Festkörper und sind in der Lage, spezifische mechanische, elektrische, optische und magnetische Eigenschaften von Festkörpern zu erklären.

besitzen einen Überblick über anorganische Werkstoffe und können ihre Bedeutung in der Forschung und der Industrie reflektieren und werten.

Inhalte Vorlesung: Metallorganische Chemie

allgemeiner Überblick über die metallorganische Chemie,

wichtige Syntheseprinzipien zur Darstellung von metallorganischen Verbindungen Metallorganika folgender Metalle, Metallgruppen und Elemente: Lithium, schwere Alkalimetalle, Magnesium, Zink, Cadmium, Quecksilber

Bor, Aluminium, Silizium, Zinn, Blei, Phosphor, Arsen und Kupfer(I),

Synthese und Strukturen einzelner Verbindungsklassen in Lösungen und im Festkörper ,

Verwendung von metallorganischen Verbindungen in der Industrie,

mechanistische Betrachtungen von Syntheseprozessen und die homogene Katalyse.

Vorlesung: Chemie der Metalle

exemplarische Betrachtung von wichtigen natürlichen Vorkommen, Darstellungsmöglichkeiten in Labor und Industrie sowie Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten der Elemente der Gruppen 4-10,

wichtige Verbindungen der Metalle,

Diskussion von Reaktionsmechanismen bei Katalysezyklen unter Einsatz von Nebengruppenelementen,

Bezüge zu koordinationschemischen und kristallografischen Aspekten.

Vorlesung: Festkörperchemie und Anorganische Werkstoffe

wichtigste Grundlagen der Kristallographie wie Symmetrieelementen und Symmetrieoperationen, Kristallsystemen, Kristallklassen, Packung in Kristallen, Gitterenergien und Bindungskräften,

Kristallstrukturen und -typen, Fehlordnungen,

Untersuchungsmethoden im Überblick und ausgewählte anorganische Werkstoffe mit ihren Eigenschaften .


Prüfung/Benotung Die drei Vorlesungen schließen mit je einer Klausur ab. Jede Klausur muss für sich bestanden werden. Die Modulnote setzt sich aus den drei Klausurnoten mit einer Wichtung von 1:1:1 zusammen.


Bachelor Lehramt Chemie, Bachelor Geographie, Master Geowissenschaften (Mineralogie)


N.N.

14

VM-3 Koordinationschemie und Bioanorganische Chemie

Modultitel

VM-3 Koordinationschemie und Bioanorganische Chemie

Pflichtmodul

Leistungspunkte

6


6


SoSe

Dauer

1 Semester


Vorlesung Vorlesung Seminar

Kontaktzeit

2SWS 1SWS 1SWS



kennen Grundbegriffe und beherrschen die Regeln der Nomenklatur

besitzen Kenntnisse über die Struktur und Geometrie von Komplexverbindungen

verfügen über Kenntnisse der Isomerien bei Komplexverbindungen

kennen Komplexgleichgewichte

besitzen grundlegende Kenntnisse über die chemische Bindung in Komplexverbindungen Die Studierenden

können wichtige Zusammenhänge zwischen Struktur, Eigenschaften und Anwendungen von Komplexverbindungen herstellen

sind in der Lage, Komplexverbindungen zu benennen

können Komplexgleichgewichte diskutieren, insbesondere den Chelateffekt diskutieren und die Stabilität von Metallkomplexen begründen

sind in der Lage durch Anwendung der Bindungskonzepte (VB-Theorie, Kristallfeld- bzw. Ligandenfeldtheorie und MO-Theorie wichtige Eigenschaften von Komplexen abzuleiten bzw. zu begründen Die Studierenden

sind in der Lage, wesentliche Sachverhalte der Komplexchemie und der bioanorganischen Chemie schriftlich und verbal darzustellen

können aus Aufgabenstellungen die für die Lösung des Problems essentiellen Angaben herausarbeiten, diese strukturieren und richtige Schlussfolgerungen ableiten

Inhalte Vorlesung: Koordinationschemie

Grundbegriffe und Nomenklatur

Koordinationszahlen und –geometrien

Stabilität von Komplexen

Bindungsmodelle für Komplexverbindungen (Valenzorbitalbindungsmodell, Ligandenfeldtheorie, Molekülorbitaltheorie)

Ableitung von spektroskopischen Termen und Termschemata

Kinetik von Komplexbildungsreaktionen

Elekronentransferreaktionen Vorlesung: Bioanorganische Chemie

Grundlagen der Rolle der chemischen Elemente im biologischen Kreislauf

Rolle der Bioelemente anhand ausgewählter Beispiele

Metall-Management (Speicherung und Transport), Elektronentransport, Metalloenzyme, Sauerstoff-Management

Biomineralisation

toxikologische Aspekte sowie therapeutische Verwendung von Koordinationsverbindungen


Prüfung/Benotung Die Vorlesungen schließen mit einer Klausur ab. Die Modulnote ist zugleich die Klausurnote.


Master Biowissenschaften


15

VM-4 Didaktik der Chemie II

Modultitel

VM-4 Didaktik der Chemie II

Pflichtmodul

Leistungspunkte

6


2


SoSe

Dauer

1 Semester


Vorlesung Seminar zur Vorlesung

Seminar

Kontaktzeit

1SWS 1SWS 2SWS


Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden

besitzen vertiefende anschlussfähige didaktisch-methodische Kenntnisse und können diese bei Fragen zur Stoffauswahl und didaktisch-methodischen Gestaltung von Chemieunterricht in Beziehung setzen und anwenden.

besitzen Kenntnisse zur Struktur von Rahmenplänen, über fachdidaktische Forschungsergebnisse und Positionen und können angeleitet ausgewählte Unterrichtseinheiten theoriegeleitet und praxisrelevant planen.

sind in der Lage, rahmenplanadäquat ausgewählte Unterrichtseinheiten komplex zu planen, adressatengerecht zu präsentieren und eine lernprozessorientierte Diskussion zu führen.

sind in der Lage, selbstständig curriculare Planungsmaterialien zu entwickeln und zu diskutieren.

Inhalte Vorlesung: Gestaltung von Chemieunterricht in ihrer Komplexität - Experimentalvorlesung

Entwicklung von demokratischen Werten und Normen im Chemieunterricht,

Erkenntnisgewinnung und Unterrichtsmethoden im Chemieunterricht,

Probleme und problemorientierter Chemieunterricht,

Projekte und projektorientierter Chemieunterricht,

Alltagserfahrungen, Umwelt und technische Bildung im Chemieunterricht,

Chemisch-technische Prozesse im Chemieunterricht.

Seminar zur Vorlesung theoriegeleitete Diskussion von Unterrichtskonzepten und Möglichkeiten praxisrelevanter Umsetzung bei der Unterrichtsplanung. Vertiefungsseminar Planung und Gestaltung von Chemieunterricht in der gymnasialen Oberstufe und Diskussion von Unterrichtskonzepten. Entwicklung curricularer Planungsunterlagen


Prüfung/Benotung Modulnote ist zugleich Klausurnote


Bachelor Chemie Schlüsselqualifikationen


16

Wahlpflichtmodule

VM-5 Materialien für die Energietechnik

Modultitel

VM-5 Materialien für die Energietechnik

Wahlpflichtmodul

Leistungspunkte

3


1


SoSe

Dauer

1 Semester

Aufwand /Leistungspunkte Lehrveranstaltungen

Vorlesung

Kontaktzeit

2SWS



besitzen Kenntnisse über Synthese von Materialien für die Energietechnik und beherrschen die Mechanismen.

kennen Struktur und Eigenschaften von Materialien für die Energietechnik und sind in der Lage, Aussagen über Struktur – Eigenschaftsbeziehungen abzuleiten.

kennen Funktions- und Aufbauprinzipien von Batterien, Brennstoffzellen und Solarzellen und können diese beschreiben.

kennen nichtklassische Energiequellen wie nachwachsende Rohstoffe.

Inhalte Vorlesung: Begriffe und Grundlagenwissen zu Grundlagen Materialien für die Energietechnik

Batterien

Brennstoffzellen

Sonnenenergie & Solarzellen

Gasspeicher und Gashydrate

Biofuels, Bioethanol, BtL, BtS

Künstliche Photosynthese und synthetische Analoga

Thermofluide, energetische ionische Flüssigkeiten


Prüfung/Benotung Posterpräsentation.

Verwendung des Moduls (in anderen Studiengängen)

Bachelor Chemie, Master Chemie, Master Phys, BLAC, MLAC

Modulverantwortlicher Prof. Dr. Andreas Taubert

17

VM-6 Anorganische Funktionsmaterialien

Modultitel

VM-6 Anorganische Funktionsmaterialien

Wahlpflichtmodul

Leistungspunkte

3


1


WiSe

Dauer

1 Semester

Aufwand / Leistungspunkte Lehrveranstaltungen

Vorlesung

Kontaktzeit

2SWS



besitzen Kenntnisse über Synthese anorganischer Funktionsmaterialien, z.B. keramische Verfahren oder Sol-Gel

kennen Struktur und Eigenschaften von anorganischen Materialien, die eine oder mehrere Funktionen aufweisen

sind in der Lage, Aussagen über Struktur – Eigenschaftsbeziehungen abzuleiten

kennen Nicht-klassische Verfahren wie enzymatische Synthesen oder nicht- hydrolytische Sol-Gel Reaktionen

Inhalte Vorlesung: Begriffe und Grundlagen zu anorganischen Funktionsmaterialien

Partikelsynthese

Materialsynthese, auch Kristallzüchtungsverfahren

Amorphe Funktionsmaterialien

Bioinspirierte Funktionsmaterialien

Reaktionsmechanismen

Struktur-Eigenschafts-Beziehungen

Aufbau von Bauelementen

Anwendungen




Bachelor Chemie, Master Chemie, Master Phys, BLAC, MLAC


18

VM-7 Ionische Flüssigkeiten

Modultitel

VM-7 Ionische Flüssigkeiten

Wahlpflichtmodul

Leistungspunkte

3


1


WiSe

Dauer

1 Semester


Vorlesung

Kontaktzeit

2SWS



besitzen erweiterte Kenntnisse zu ionischen Flüssigkeiten (ionic liquids, ILs) und wenden diese bei ausgewählten Beispielen aus der Organischen Chemie, Anorganischen Chemie und Polymerchemie an.

kennen die wichtigsten ILs, einschließlich deren Synthese, Struktur, Stabilität und physiko-chemischen Eigenschaften.

besitzen erweiterte Kenntnisse über spezielle Aspekte im Grenzgebiet zu anderen Forschungsrichtungen wie der Ökologie (Toxikologie) oder den Materialwissenschaften (Anwendungen, z.B. Solarzellen).

Inhalte Vorlesung: Ionische Flüssigkeiten

Synthese,

Struktur,

Eigenschaften,

Toxikologie,

Organische Chemie in ILs,

Polymerchemie in ILs,

Anorganische Chemie in ILs,

Ionische Flüssigkristalle.



Verwendung des Moduls (in anderen Studiengängen)

BChem, MChem, MPhys, BLAC, MLAC


19

VM-8 Technische Chemie

Modultitel VM-8 Technische Chemie

Wahlpflichtmodul LG 1. und 2. Fach

Leistungspunkte

3


1


WiSe

Dauer

1 Semester


Vorlesung

Kontaktzeit

2SWS



besitzen Kenntnisse über aktuelle Ausgangsstoffe, Synthesewege und Produktionsmethoden für die wichtigsten organischen Verbindungen und können diese anwenden.

besitzen Kenntnisse über die eingesetzten Grundstrategien und können diese an ausgewählten Beispielen erläutern.

kennen die Besonderheiten technisch relevanter chemischer Reaktionen, wie Hochtemperaturchemie, Nutzung physikalischer Parameter und den Einsatz von

Katalysatoren und sind in der Lage, diese für die Charakterisierung ausgewählter Reaktionen anzuwenden.

erkennen die Vernetzung der Produkte innerhalb der jeweiligen Syntheselinien und können den Zusammenhang der Produktionswege über mehrere Stoff-Generationen hinweg darstellen.

kennen zugrunde liegende wirtschaftliche und organisatorische Aspekte und können diese diskutieren.

entwickeln ein Verständnis für in der Öffentlichkeit geführte Diskussionen zu aktuellen chemischen Fragestellungen.

Inhalte Vorlesung

aktuelle Rohstoffsituation,

Synthesewege,

Reaktionen und Produktionsmethoden für die wichtigsten organischen Chemikalien




Modulverantwortlicher Prof. Dr. André Laschewsky

20

VM-9 Kolloid- und Polymerchemie für Lehramt Chemie

Modultitel VM-9 Kolloid- und Polymerchemie für Lehramt Chemie

Wahlpflichtmodul Sekundarstufe II

Leistungspunkte

3


2


SoSe

Dauer

1 Semester


Lehrveranstaltungen

Vorlesung

Kontaktzeit

2SWS



kennen grundlegende Reaktionen zur Herstellung von Homo- und Copolymeren und können diese beschreiben.

besitzen Grundkenntnisse über die Zusammenhänge zwischen Struktur und Eigenschaften von Polymeren und können sie anwenden.

besitzen Grundkenntnisse über die Kolloidchemie und können kolloidale Systeme hinsichtlich ihres thermodynamischen Verhaltens erschließen und beschreiben.

kennen technisch wichtige Polymere

kennen die grundlegenden Eigenschaften von Polymeren.

kennen die wichtigsten Polymerisationsarten (radikalische und ionische Polymerisation, Polykondensation und –addition, Polyinsertion, ringöffnende Polymerisation) zur Herstellung von synthetischen Polymeren.

kennen technisch wichtige Polymerisationsverfahren (Emulsionspolymerisationen,

Polyethylensynthese)

Inhalte Vorlesung: Kolloidchemie

Einführung in die Welt der Kolloide

Möglichkeiten der gezielten Herstellung disperser Systeme auf der Nanometerskala,

Diskussion prinzipieller Stabilisierungsmöglichkeiten kolloidaler Systeme.

Vorlesung:Polymerchemie

Einführung in die Stoffklasse der synthetischen Makromoleküle

Grundlegende Polymerisationsmethoden


Prüfung/Benotung Klausur, Klausurnote ist zugleich Modulnote.



Prof. Dr. Joachim Koetz

21

VM-10 Stereochemie

Modultitel VM-10 Stereochemie

Wahlpflichtmodul

Leistungspunkte

3


1


SoSe

Dauer

1 Semester


Vorlesung

Kontaktzeit

2SWS



besitzen grundlegende Kenntnisse zur Konformation und Konfiguration der Moleküle und können verschiedene Isomeriephänomene beschreiben.

besitzen Kenntnisse über den Formalismus der Punktgruppenbestimmung nach Schönfließ und der Bestimmung der absoluten Konfiguration nach Cahn-Ingold-Prelog und sind in der Lage, Punktgruppen von Molekülen zu bestimmen.

besitzen Kenntnisse über chiroptischen Methoden (CD und VCD) und deren Anwendung sowie über Methoden der Razematspaltung und können diese auf konkrete Problemstellungen anwenden.

besitzen Kenntnisse über verschiedene Methoden der Enantiomerentrennung und können sie erläutern und anwenden.

verfügen über Grundbegriffe der stereoselektiven Synthese und können diese anwenden.

Inhalte Vorlesung

Konformation und Konfiguration der Moleküle.

Formalismus der Punktgruppenbestimmung nach Schönfließ

Bestimmung der absoluten Konfiguration nach Cahn-Ingold-Prelog

chiroptische Methoden (CD und VCD) und deren Anwendung

Methoden der Razematspaltung

Grundlagen der stereoselektiven Synthese


Prüfung/Benotung Klausur (90 min.) Klausurnote ist zugleich die Modulnote.



Prof. Dr. Pablo Wessig

22

VM-11 Einführung in die Theoretische Chemie für Lehramt Chemie

Modultitel VM-11 Einführung in die Theoretische Chemie für Lehramt Chemie

Wahlpflichtmodul LG 1. und 2. Fach LSIP 1. Fach

Leistungspunkte

6


2


SoSe

Dauer

1 Semester


Vorlesung Seminar

Kontaktzeit

2SWS 2SWS


Lernergebnisse/Kompetenzen Die Studierenden kennen quantenmechanische Grundbegriffe. entwickeln Fertigkeiten in der Anwendung quantenmechanischer Rechentechniken. verfügen über ein grundlegendes Verständnis der Schwingungs- und optischen

Spektroskopie. sowie ein grundlegendes Verständnis der chemischen Bindung.

Inhalte Vorlesung: Grundlagen der Quantenmechanik und ihre Anwendung auf chemische Probleme

Quantenmechanik in der Chemie

Zusammenbruch der klassischen Mechanik im atomaren Bereich

Die Schrödingergleichung: Grundlagen

Das freie Teilchen

Das Teilchen im Kasten und optische Spektroskopie

Der harmonische Oszillator und Schwingungsspektroskopie

Der Tunneleffekt

Grundlagen der chemischen Bindung und molekulare Schrödingergleichung

Die LCAO-MO-Methode: Anwendung auf das Wasserstoffmolekül-Ion

Qualitative Molekülorbitaltheorie: Zweiatomige Moleküle

Die Hückeltheorie: Anwendung auf ungesättigte Kohlenwasserstoffe Seminar Der Vorlesungsstoff v. a. wird anhand von Übungsaufgaben vertieft.





23

VM-12 Aromatenchemie und Heterocyclen

Modultitel VM-12 Aromatenchemie und Heterocyclen

Wahlpflichtmodul

Leistungspunkte

6


5


WiSe

Dauer

1 Semester


Lehrveranstaltungen

Vorlesung I Aromatenchemie

Vorlesung II Heterocyclen

Kontaktzeit

2SWS

2SWS



kennen die Kriterien zur Beurteilung der Aromatizität.

kennen die wichtigsten Mechanismen aromatischer Substitutionsreaktionen.

kennen die verschiedenen Nomenklaturkonzepte für heterocyclische Verbindungen und ihre Grundregeln.

besitzen einen Überblick über die wichtigsten Heterocyclenklassen, allgemeine Möglichkeiten zu ihrer Synthese und ihre Reaktivität.

kennen in Ansätzen die biologisch-medizinische Relevanz aromatischer und nichtaromatischer heterocyclischer Verbindungen. Die Studierenden

können selbstständig Voraussagen über die Reaktivität und die chemischen und physikalischen Eigenschaften aromatischer und heteroaromatischer Verbindungen machen.

können die Synthese von aromatischen und heterocyclischen Zielmolekülen mittlerer Komplexität planen.

können alternative Syntheserouten in Hinblick auf ökonomische und ökologische Aspekte vergleichend bewerten.

Inhalte Überblick über die wichtigsten Prinzipien der Chemie der aromatischen und heteroaromatischen Verbindungen; Vergleiche zu nicht-aromatischen heterocyclischen Verbindungen zur Verdeutlichung der Besonderheiten aromatischer Ringsysteme Vorlesung I

Aspekte der modernen Chemie benzoider Aromaten

Konzepte der Aromatizität und deren Grenzen

Möglichkeiten und Mechanismen der aromatischen Substitution (elektrophile, nukleophile, radikalische Mechanismen)

spezielle aromatische Verbindungsklassen im Detail, mit den Schwerpunkten Synthese und industrielle Bedeutung

moderne Kapitel der Aromatenchemie, Reaktionen organometallischer Intermediate

Katalysierte Kupplungen und Kreuzkupplungen

Alkintrimerisierungen Vorlesung II

Stoffklassen der Heterocyclen

übergeordnete Prinzipien der Nomenklatur; systematische Behandlung der heterocyclischen Strukturen unter Verwendung der Ringgröße als Ordnungskriterium

aromatische Heterocyclen (u. a. Pyrrole, Indole, Furane, Benzofurane, Pyridine, Chinoline, 1,3- und 1,2-Azole)

Vergleiche zu benzoiden Aromaten

Synthese,Reaktivität und biologisch-medizinische Relevanz der einzelnen Heterocyclenklassen

Heterocyclen als Intermediate in der Organischen Synthese


Prüfung/Benotung Klausur (90 Minuten)


Master LA-Chemie

Modulverantwortlicher Prof. Dr. Bernd Schmidt

24

VM-13 Chemie und Umwelt

Modultitel

VM-13 Chemie und Umwelt

Wahlpflichtmodul

Leistungspunkte

6


5


WiSe

Dauer

1 Semester


Vorlesung Praktikum

Kontaktzeit

2SWS 2SWS



besitzen Kenntnisse über ausgewählte Methoden der Umweltanalytik und können diese beschreiben.

kennen Probleme der Umweltchemie und sind in der Lage, Schadstoffwirkungen und aktuelle Belastungssituationen zu erfassen, zu diskutieren und zu werten.

besitzen Kenntnisse über einfache Verfahren der Wasseranalytik und können selbständig Experimente zu ausgewählten wasseranalytischen Untersuchungen vorbereiten, durchführen und auswerten.

Inhalte Vorlesung: Grundlagen der Umweltchemie

wichtige Schadstoffgruppen der Hydrosphären-, Atmosphären- und Lithosphärenbelastung,

konkrete Schadstoffwirkung und die aktuelle Belastungssituation,

moderne Methoden der Umweltanalytik,

aktuelle umweltchemische Fragestellungen. Praktikum

Vorbereitung, Durchführung und Auswertung von Experimenten zur Wasseranalyse.

Möglichkeiten der Integration von Experimenten zu umweltanalytischen Verfahren und umweltchemischen Sachverhalten in den Chemieunterricht und in Chemiekursen.

Teilnahmevoraussetzungen Modul BM1

Prüfung/Benotung Klausur und Hausarbeit



Frau PD Dr.Judith Schicks

25

VM-14 Computeranwendungen in der Chemie

Modultitel VM-14 Computeranwendungen in der Chemie

Wahlpflichtmodul

Leistungspunkte

6


3


WiSe

Dauer

1 Semester


Vorlesung Seminar

(Computerübungen)

Kontaktzeit

2SWS 2SWS


Lernergebnisse/ Kompetenzen

Die Studierenden

verfügen über grundlegende Kenntnisse zur Anwendung von Computerprogrammen, die für Chemielehrer von Bedeutung sind und können diese anwenden (Formelzeichnungsprogramme, Tabellenkalkulation).

Inhalte Vorlesung: Einfache Computeranwendungen in der Chemie

Zeichnen chemischer Formeln, Einbinden in Protokolle und Belege,

Tabellenkalkulation zur Lösung chemischer Probleme,

Tabellen und Grafiken,

Trendlinien,

lineare Regression,

Auswertung von Messungen,

Erstellen von Versuchsprotokollen,

Textverarbeitung, insbesondere Anwendung des Formeleditors.

Seminar Lösen von Aufgaben mit ausgewählten Computerprogrammen.


Prüfung/Benotung Modulprüfung: Computertestat (Lösung einer praktischen Aufgabe am Computer)

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)


26

VM-15 Computer im Chemieunterricht

Modultitel

VM-15 Computer im Chemieunterricht

Wahlpflichtmodul

Leistungspunkte

3


2


SoSe

Dauer

1 Semester


Vorlesung Praktikum

Kontaktzeit

1SWS 3SWS



besitzen Kenntnisse über die Angebotsvielfalt vom Computerprogrammen für den Chemieunterricht und sind in der Lage, nach didaktisch-methodischen Auswahlkriterien die Dienlichkeit einzuschätzen.

besitzen Kenntnisse über Aufbau und Funktionsweise computergestützter Experimentieranordnungen, können selbstständig computergestützte Experimente aufbauen, durchführen und auswerten.

sind in der Lage, lehrplanadäquat Einsatzmöglichkeiten für computergestützte Experimente zu bestimmen und Ziele im Bereich Sach- und Methodenkompetenz zu formulieren.

kennen zu berücksichtigende didaktisch-methodische Aspekte bei der Arbeit mit dem Internet im Unterricht und sind in der Lage, selbstständig schülergerecht zu recherchieren und Aufgaben zu formulieren.

kennen ausgewählte Computerprogramme für die Erstellung von Unterrichtsmaterialien und können Arbeitsmittel selbstständig erstellen.

Inhalte Vorlesung

Begrifflichkeiten zu Computer und Computerprogrammen,

Erkenntnisgewinnung mit Computerprogrammen im Chemieunterricht, pH- Wertmessungen, Temperaturmessungen, Photometrische Messungen, Anwendungsbeispiele aus Alltag , Umwelt und Technik

Computergestütztes Experimentieren im Chemieunterricht,

Computerprogramme und Erstellung von Arbeitsmaterialien,

Internet und Chemieunterricht.

Digitale Medien für den Chemieunterricht

Praktikum

Durchführen von Computergestützten Experimenten zu ausgewählten Messproblemen

Entwicklung von Arbeitsmaterialien für Lehrer und Schüler

Entwicklung von Unterrichtseinheiten mit Integration von Internetrecherche


Prüfung/Benotung Demonstrationsvortrag, Protokolle oder Vortrag. Die Note ist zugleich die Modulnote.


Bachelor Chemie Schlüsselqualifikationen


modulhandbuch für das bachelor- und masterstudium im fach ... · der lösung chemischer probleme...

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