Tabellarische Übersicht Veranstaltungen Moleküle + Komplexe (1/2) Festkörper + Materialien (1/2) WP-Modul 3 Stand: 04.10.2024

(Wahl)Pflichtmodule: Angebote der Anorganischen Chemie

Modul: Fortgeschrittene Anorganische Chemie
!! Veranstaltungen beider Themenbereiche sind MISCHBAR in beiden AC-Wahlpflichtmodulen !!
Erläuterungen
Themenbereich: Moleküle und Komplexe Themenbereich: Festkörper und Materialien
Anorganische Molekülchemie [2/3] (IK) Anorganische Festkörperchemie [2/3] (HH) Vorlesungen aus dem Pflichtbereich (*): Eine der Veranstaltungen, die noch nicht im Pflichtbereich eingebracht wurde, sollte SEHR dringend belegt werden und ist gleichzeitig der 'Fixpunkt' (Termin und 1. Prüfer) der Modulabschluss-Prüfung. Aus allen weiteren Angeboten kann dann frei gewählt werden, bis 6 ECTS-Punkte erreicht sind, also entweder mit einer weiteren 3 ECTS- oder mit zwei 1.5 ECTS-Veranstaltungen.
Koordinationschemie der d-Block Elemente [2/3] (PhK) Anorganische Strukturchemie [2/3] (CR)
Anorganische Funktionsmaterialien [2/3] (AF)
(!!! Doppelverwendung mit SusMat beantragt)
aktuell wählbar im Wahlpflicht-Modul 'Funktionsmaterialien'.
Basiskurs Spektroskopie und Elektronenmikroskopie [1/1.5] (HS,BB,AF) Basiskurs Kristallographie und Röngenbeugung [1/1.5] (MA,CR) Grundlegende Kurse zu Charakterisierungs-Methoden, jeweils 1 Woche an den Nachmittagen; in den Semesterferien (März/April)
Quantenchemische Rechenmethoden [2/3] (ThK,IK,CR) gemeinsame Veranstaltung mit der Physikalischen Chemie
Bioinorganic Chemistry: Mechanisms, Model Compounds and Applications [1/1.5] (PhK) Angewandte Festkörperchemie [2/3] (HH) Vorlesungen zu speziellen Aspekten einzelner Stoffklassen. Farbig unterlegte Veranstaltungen finden in den jeweiligen Semestern regelmässig statt. Aus dem Veranstaltungs-Kanon Festkörperchemie ausgewählter Materialklassen findet jedes Semester mindestens eine Vorlesung statt. Die jeweils aktuellen Themen werden rechtzeitig bekanntgegeben und können gerne auch per E-Mail (Adressen unten) erfragt/gewünscht werden.
Aufklärung von Reaktionsmechanismen [2/3] (BB) Angewandte Elektrochemie [2/3] (AF)
(!!! Doppelverwendung mit SusMat beantragt)
Festkörperchemie ausgewählter Materialklassen [1/1.5 bzw. 2/3] (HH, CR)
  • Bor und Boride A (HH)
  • Intermetallische Phasen B (CR)
  • Lanthanoide C (CR)
  • Technische Anorganische Chemie D (CR)
  • ...
NMR-Spektroskopie [2/3 bzw. 1/1.5] (HS)
  • Angewandte multinukleare NMR-Spektroskopie A (HS) (08LE05S-ID010020)
  • NMR für Operatoren B (HS)
Methoden-Kurse und -Vorlesungen für Fortgeschrittene und Anwender (Veranstaltungen unregelmässig, nach Ankündigung bzw. Anfrage bei den genannten Dozenten). Der Besuch der jeweiligen Basiskurse wird dringend empfohlen.
Beugungsmethoden [2/3] (BB)
  • Einkristallstrukuranalyse für Operatoren A (BB)
  • Röntgenpulverdiffraktometrie B (ThL)
Elektroanalytische Methoden [1/1.5] (VR)
  • Elektroanalytische Chemie A (VR)
  • EIS/CV B (VR)

Anmerkungen zum Wahlpflicht-Modul III: Methoden und Konzepte der Anorganischen Chemie


Zuordnung der Veranstaltungen zu den Modulen/Themenbereichen

Veranstaltung Pflicht- Modul (*) Wahlpflicht-Modul 1/2
Fortgeschrittene Anorganische Chemie
(Themenbereiche mischen erlaubt!
Wahlpflichtmodul 3 Wahlpflichtmodul FuMat (1-3)
Themenbereich
Moleküle + Komplexe
Themenbereich
Festkörper + Materialien
Methoden und Konzepte der Anorganischen Chemie Funktionsmaterialien (nur AC-Anteile)
Anorganische Molekülchemie [2/3] (IK) ✘ (A)
Koordinationschemie der d-Block Elemente [2/3] (PhK) ✘ (B)
Anorganische Festkörperchemie [2/3] (HH) ✘ (A)
Anorganische Strukturchemie [2/3] (CR) ✘ (B)
Anorganische Funktionsmaterialien [2/3] (AF) (✘)(✘)
Basiskurs Spektroskopie und Elektronenmikroskopie [1/1.5] (HS,BB,AF)
Basiskurs Kristallographie und Röntgenbeugung [1/1.5] (MA,CR)
Quantenchemische Rechenmethoden [2/3] (ThK,IK,CR)
Bioinorganic Chemistry: Mechanisms, Model Compounds and Applications [1/1.5] (PhK)
Aufklärung von Reaktionsmechanismen [2/3] (BB)
Angewandte Festkörperchemie [2/3] (HH)
Angewandte Elektrochemie [2/3] (AF) (✘) (✘)
Festkörperchemie ausgewählter Materialklassen [1/1.5]
NMR-Spektroskopie [2/3 bzw. 1/1.5]
Beugungsmethoden [2/3]
Elektroanalytische Methoden [1/1.5]
Praktikum Anorganische Funktionsmaterialien [2/3] (AF) (✘)

Themenbereich: Moleküle und Komplexe (Wahlpflicht 1 und/oder 2)

Name des Moduls Nummer des Moduls
Wahlpflichtfach 1 oder 2: Moleküle und Komplexe (wird automatisch erzeugt)
Verantwortliche/r
Prof. Dr. Ingo Krossing, Prof. Dr. Philipp Kurz, Dr. Harald Scherer, Dr. Burkhard Butschke, Dr. Valentin Radke
ECTS-Punkte 6
Arbeitsaufwand gesamt [h] 180
Präsenzstudium [h] ca. 60
Selbststudium [h] ca. 120
Semesterwochenstunden (SWS) ca. 60
zugehörige Veranstaltungen (Auswahl im Matrixsystem)
(gelb/grün: im SS/WS; cyan: Blockvorlesungen in den Semesterferien)
Name Art P/WP SWS ECTS Workload
Molekülchemie * V WP 2 3 90
Koordinationschemie der d-Block-Elemente * V WP 2 3 90
Basiskurs Spektroskopie und Elektronenmikroskopie V WP 1 1.5 45
Quantenchemische Rechenmethoden V WP 2 3 90
Bioinorganic Chemistry: Mechanisms, Model Compounds and Applications V WP 1 1.5 45
Aufklärung von Reaktionsmechanismen V WP 2 3 90
NMR-Spektroskopie V WP 2
(bzw. 1)
3
(bzw. 1.5)
90
(bzw. 45)
Beugungsmethoden V WP 2 3 90
Elektroanalytische Methoden V WP 1 1.5 45
Qualifikationsziel des Moduls
Die Studierenden können Struktur, Eigenschaften und Reaktivität anorganischer und metallorganischer Molekülverbindungen sowie von Koordinationsverbindungen anhand von Bindungstheorien und anorganisch-chemischen Konzepten erklären. Sie kennen Schlüsselkonzepte zum Verständnis von Reaktionsmechanismen sowie Methoden zu deren Untersuchung. Sie besitzen vertiefende Kenntnisse in den Bereichen Schwingungsspektroskopie, Massenspektrometrie, multinukleare NMR-Spektroskopie und Elektronenmikroskopie und sie lernen, diese Methoden auf die Analyse anorganischer Molekülverbindungen und Materialien anzuwenden. Sie kennen zudem die Grundlagen der elektrochemischen Thermodynamik und Kinetik sowie Beugungsmethoden sowohl für pulverförmige als auch für einkristalline Proben.
Zusammensetzung der Modulnote
PL: mündliche Abschlussprüfung zu den Inhalten der jeweils gewählten Veranstaltungen, bei der Lehrperson der gewählten *-Vorlesung

Tabellarische Übersicht Veranstaltungen Moleküle + Komplexe (1/2) Festkörper + Materialien (1/2) WP-Modul 3

Themenbereich: Festkörper und Materialien (Wahlpflicht 1 und/oder 2)

Name des Moduls Nummer des Moduls
Wahlpflichtfach 1 oder 2: Festkörper und Materialien 08LE05V-IDXXXXX
Verantwortliche/r
Prof. Dr.-Ing. Caroline Röhr, Prof. Dr. Harald Hillebrecht, Dr. Martin Ade, Dr. Thilo Ludwig
ECTS-Punkte 6
Arbeitsaufwand gesamt (in h) 180
Präsenzstudium (in h) ca. 60
Selbststudium (in h) ca. 120
Semesterwochenstunden (SWS) ca. 60
Zugehörige Veranstaltungen (Auswahl im Matrixsystem, eine *-VL ist Pflicht)
(gelb/grün: im SS/WS; cyan: Blockvorlesungen in den Semesterferien)
Name Art P/WP SWS ECTS Workload
Festkörperchemie * V WP 2 3 90
Anorganische Strukturchemie * V WP 2 3 90
Anorganische Funktionsmaterialien V WP 2 3 90
Basiskurs Kristallographie und Röntgenbeugung V WP 1 1.5 45
Quantenchemische Rechenmethoden V WP 2 3 90
Angewandte Festkörperchemie V WP 2 3 90
Angewandte Elektrochemie V WP 2 3 90
Festkörperchemie ausgewählter Materialklassen V WP 1 1.5 45
Beugungsmethoden V WP 2 3 90
Elektroanalytische Methoden V WP 1 1.5 45

Qualifikationsziel des Moduls
Die Studierenden kennen aktuelle Aspekte von Struktur, elektronischer Struktur und Eigenschaften kristalliner anorganischer Materialien. Sie lernen die Methoden zur Herstellung, zur strukturellen Charakterisierung und zur Berechnung von elektronischen Strukturen der Stoffe kennen. Sie wissen am Beispiel verschiedener anorganischer Verbindungsklassen um die Bedeutung von Struktur-Eigenschaftsrelationen sowie die sich daraus ergebenden Anwendungen der Materialien in der Technik.
Zusammensetzung der Modulnote
PL: mündliche Abschlussprüfung zu den Inhalten der jeweils gewählten Veranstaltungen, bei der Lehrperson der gewählten *-Vorlesung

Modul: Methoden und Konzepte der anorganischen Chemie (Wahlpflicht 3)

Name des Moduls Nummer des Moduls
Wahlpflichtfach 3: Methoden und Konzepte der anorganischen Chemie 08LE05V-IDXXXXX
Verantwortliche/r
Die Dozenten der Anorganischen Chemie.
ECTS-Punkte 6
Arbeitsaufwand gesamt (in h) 180
Präsenzstudium (in h) ca. 60
Selbststudium (in h) ca. 120
Semesterwochenstunden (SWS) ca. 60
Zugehörige Veranstaltungen (Auswahl im Matrixsystem)
(gelb/grün: im SS/WS; cyan: Blockvorlesungen in den Semesterferien)
Name Art P/WP SWS ECTS Workload
Basiskurs Spektroskopie und Elektronenmikroskopie V WP 1 1.5 45
Basiskurs Kristallographie und Röntgenbeugung V WP 1 1.5 45
Quantenchemische Rechenmethoden V WP 2 3 90
Bioinorganic Chemistry: Mechanisms, Model Compounds and Applications V WP 1 1.5 45
Aufklärung von Reaktionsmechanismen V WP 2 3 90
NMR-Spektroskopie V WP 2 3 90
Beugungsmethoden V WP 2 3 90
Elektroanalytische Methoden V WP 1 1.5 45
Anorganische Funktionsmaterialien V WP 2 3 90
Angewandte Festkörperchemie V WP 2 3 90
Angewandte Elektrochemie V WP 2 3 90
Festkörperchemie ausgewählter Materialklassen V WP 1 1.5 45
Praktikum Anorganische Funktionsmaterialien P WP 3 3 90
Qualifikationsziel des Moduls
Die Studierenden besitzen vertiefende Kenntnisse des Einsatzes moderner Charakterisierungmethoden der anorganischen Chemie aus den Bereichen Spektroskopie, Beugung und Bildgebung. Sie spezialisieren sich auf den Gebieten Schwingungsspektroskopie, Massenspektrometrie, multinukleare NMR-Spektroskopie, Einkristall- und Pulver-Rötgenbeugung oder Elektronenmikroskopie. Sie lernen, diese Methoden auf die Charakterisierung anorganischer Molekül- und Festkörperverbindungen sowie aktueller Funktionsmaterialien anzuwenden. Sie kennen zudem die Grundlagen der elektrochemischen Thermodynamik und Kinetik und sind mit elektroanalytischen Mess-Methoden vertraut.
Zusammensetzung der Modulnote
SL: Die Studienleistung ist im Wahlpflichtfach III eine mündliche Präsentation, die im Sinne eines 'Fallbeispiels' Aspekte aller gewählten Veranstaltungen einschliesst (Orga AC-Intern).

Veranstaltungen

VL Anorganische Molekülchemie

Anorganische Molekülchemie (Prof. Dr. Ingo Krossing)
Vorlesung Nr. 08LE05V-ID010029
SWS/ECTS 2/3
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h] 90 (=30+60)
nur im Sommersemester
Modul WPF 1 oder 2: Moleküle und Komplexe

Inhalt
Ausgehend von fundamentalen chemischen Konzepten wie Ionisierungsenergie, Elektronenaffinität und Elektronegativität werden mittels der vertieften Verwendung von der MO-Theorie, Strukturen und Reaktivitäten anorganischer und metallorganischer Molekülverbindungen erklärt. Die behandelten Stoffklassen sowie technisch wichtige Synthesen umfassen: molekulare metallorganische Verbindungen der Hauptgruppen (Li, Be-Ba, Al (Ga-Tl), Si-Pb), Exkurs zu Übergangsmetall-Olefin- und Acetylen-Komplexen. In einem zweiten Teil der Vorlesung wird ein vertiefender Blick auf Lewis Acidität geworfen und deren molekulare Ursachen über die MO Theorie nachvollzogen, Skalen für deren Messung vorgestellt und entwickelt, und Anwendungen wie Olefin-Polymerisation bzw. die Chemie der frustrierten Lewis Paare vorgestellt.
Literatur
  • C. E. Housecroft, Inorganic Chemistry, 5. Auflage, Pearson, 2018.
  • und weitere in der VL genannte.
  • Vorlesungsaufzeichnungen: Alle Unterlagen inkl. PDF-Dateien der Folien und Videos der gesamten VL aus der Coronazeit stehen auf ILIAS im Bereich des MSc Chemie, Anorganische Chemie, AC VI Molekülchemie.

VL Anorganische Festkörperchemie

Anorganische Festkörperchemie (Prof. Dr. Harald Hillebrecht)
Vorlesung Nr. 08LE05V-ID010033
SWS/ECTS 2/3
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h] 90 = (30+60)
nur im Sommersemester
Modul WPF 1 oder 2: Festkörper und Materialien

Inhalt
  1. Strukturbestimmende Faktoren für Metalle bzw. Legierungen und ionische Verbindungen
  2. Strukturen der wichtigsten Kristallstrukturen
  3. Unterschied Ideal- und Realstruktur und Methoden zur Einkristallzucht
  4. Synthesemethoden für Festkörper mit Schwerpunkt Festkörperreaktionen
  5. Mischkristalle, Phasendiagramme und Phasenumwandlungen
  6. Physikalische Eigenschaften von Festkörpern (Magnetismus, Supraleitung, dielektrische Eigenschaften, optische Eigenschaften, Elektronen- und Ionenleitfähigkeit)
Literatur
  • U. Müller: Anorganische Strukturchemie, Vieweg+Teubner.
  • A. R. West: Grundlagen der Festkörperchemie, Wiley-VCH.
  • W. Kleber, K Bohm: Einführung in die Kristallographie.
  • R. Tilley: Understanding Solids, Wiley-VCH.
  • Weitere Literatur wird in der Lehrveranstaltung bekannt gegeben, weitere Unterlagen auf ILIAS.

VL Koordinationschemie der d-Block-Elemente

Koordinationschemie der d-Block-Elemente (Prof. Dr. Philipp Kurz)
Vorlesung Nr. 08LE05V-ID010032
SWS/ECTS 2/3
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h] 90 (=30+60)
nur im Wintersemester
Modul WPF 1 oder 2: Moleküle und Komplexe 08LE05V-IDXXXXX

Inhalt
  1. Struktur, Bindung und Eigenschaften von Werner-Komplexen: Liganden und Geometrien, Ligandenfeldtheorie, Molekülorbitaltheorie, Elektron-Elektron-Wechselwirkungen, Analytische Methoden zum Studium von Werner-Komplexen
  2. Reaktionen von Werner- Komplexen: Komplexbildungskonstanten/- stabilität, Chelateffekt, Ligandsubstitutionsreaktionen, Redoxreaktionen von Komplexen, “nicht-unschuldige” Liganden, Kationensäuren, protonengekoppelter Elektronentransfer, photochemische Reaktionen
  3. Metallorganische Chemie: 18-Elektronen-Regel, Carbonyl- und „carbonylähnliche“ Komplexe, Verbindungen mit C-, P- und H-Liganden, Grundreaktionen der Organometallchemie, Organometallische Katalyse
Literatur
  • Housecroft/Sharpe, Inorganic Chemistry, Pearson
  • Weber, Koordinationschemie, Springer Spektrum
  • Janiak et al., Riedel Moderne Anorganische Chemie, deGruyter

VL Anorganische Strukturchemie

Anorganische Strukturchemie (Prof. Dr.-Ing. Caroline Röhr)
Vorlesung Nr. 08LE05V-ID010033
SWS/ECTS 2/3
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h] 90 (=30+60)
nur im Wintersemester
Modul WPF 1 oder 2: Festkörper und Materialien 08LE05V-IDXXXXX

Inhalt
Die Vorlesung baut direkt auf den Stoff aus den Bachelor-Vorlesungen Chemie der Nichtmetalle und Chemie der Metalle auf. Der Schwerpunkt liegt auf der anorganischen Kristallchemie (inkl. der Bindungskonzepte) von ionischen, metallischen und kovalenten Festkörpern. Neben der Besprechung wichtiger Strukturen der Elemente und einfacher binärer Verbindungen bilden dem Bindungstyp angemessene Konzepte zum Verständnis der Strukturen einen Schwerpunkt.
Literatur
  • U. Müller: Anorganische Strukturchemie, Vieweg+Teubner, 2008
  • Webseite

VL Anorganische Funktionsmaterialien

Anorganische Funktionsmaterialien (Prof. Dr. Anna Fischer)
Vorlesung Nr. 08LE05V-IDXXXXX
SWS/ECTS 2/3
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h]90 (=30+60)
nur im Sommersemester
Modul WPF 1 oder 2: Festkörper und Materialien
Modul WPF 3: Methoden und Konzepte der Anorganischen Chemie
08LE05V-IDXXXXX

Inhalt
In dieser Veranstaltung soll ein Überblick über das Themengebiet der anorganischen Funktionsmaterialien – Synthese, Charakterisierung, Anwendung - vermittelt werden. Es sollen verschiedene Typen an Funktionsmaterialien vorgestellt werden mit dem Ziel Struktur-Funktions-Korrelationen zwischen Zusammensetzung, Kristallinität, Nanostruktur, Mikrostruktur und finaler Funktion zu identifizieren. Darüber hinaus sollen Synthesekonzepte eingeführt werden, die es ermöglichen maßgeschneidert Nanostrukturen zu synthetisieren. So sollen Synthesewege zu nanopartikulären Systemen, Dünnschichtsystemen und porösen Systemen vorgestellt werden. Die eingeführten Konzepte werden an ausgewählten Beispielen u.a. im Bereich der Energieforschung (z.B. im Bereich der elektrochemischen Energiekonversion (Brennstoffzelle, Elektrolyse) und der elektrochemischen Speicherung (Batterien und Superkondensatoren)) verdeutlicht.
Literatur
  • Vorlesungsaufzeichnungen auf ILIAS.
  • Weitere Literatur wird in der Lehrveranstaltung bekannt gegeben.

Basiskurs Spektroskopie und Elektronenmikroskopie

Basiskurs Spektroskopie und Elektronenmikroskopie
(Dr. Harald Scherer, Dr. Burkhard Butschke, Prof. Dr. Anna Fischer)
Vorlesung Nr. 08LE05V-ID010038
SWS/ECTS1/1.5
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h]45 (=25+20)
nur im Sommersemester
Modul WPF 1 oder 2: Moleküle und Komplexe
Modul WPF 3: Methoden und Konzepte der Anorganischen Chemie

Inhalt
Blockvorlesung mit den Themen:
  • Analyse ein und zweidimensionaler multinuklearer NMR-Spektren anorganischer Molekülverbindungen anhand von Beispielen
  • IR- und Raman-Spektroskopie, theoretische Grundlagen, Gruppenschwingungen, Beispielspektren, Typen von Schwingungsspektrometern
  • Grundlagen der Massenspektrometrie, Ionisierungsmethoden, Analysatoren, Isotopenmuster, Fragmentation, Analyse von Massenspektren anhand von Beispielen, Tandem-Massenspektrometrie
  • Physikalische Grundlagen der Elektronenmikroskopie, Aufbau eines Elektronenmikroskops, praktische Probleme der Messung, Transmissionselektronenmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, EDX-Spektroskopie
Literatur
  • Harald Günther, NMR Spectroscopy, Third Edition, Wiley-VCH, Weinheim, 2013.
  • Helmut Günzler, Hans-Ulrich Gremlich, IR-Spektroskopie, 4. Aufl., WileyVCH, 2003.
  • Jürgen H. Gross, Massenspektrometrie, Springer Spektrum, 2013
  • L. Reimer, G. Pfefferkorn, Rasterelektronenmikroskopie, Springer Verlag, 1999

Basiskurs Kristallographie und Röntgenbeugung

Grundlagen der Röntgenbeugung (Dr. Martin Ade)
Vorlesung Nr. 08LE05V-ID010037
SWS/ECTS 1/1.5
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h] 45 (=25+20)
vor dem Sommersemester
Modul WPF 1 oder 2: Festkörper und Materialien
Modul WPF 3: Methoden und Konzepte der Anorganischen Chemie

Inhalt
Blockkurs mit den Themen:
  • Grundlagen der Punkt- und Raumgruppen-Symmetrie (Symmetrieoperationen, Punktgruppen, Schönflies- und Hermann-Mauguin-Symbolik, Translationsgitter, Flächen- und Raumgruppen)
  • Beugungstheorie (Geometrie der Beugung, Laue-, Bragg-Gleichung, Ewald-Kugel)
  • Experimentelles (Röntgenquellen, -optik, -detektoren und -diffraktometer)
  • Röntgenpulverdiffraktometrie (Indizierung von Pulverdiffraktogrammen, Phasenanalyse, Reflexprofile)
  • Intensitäten von Röntgenreflexen (Atomform- und Strukturfaktor, Phasenproblem und Korrekturfaktoren)
  • Gang einer Röntgenstrukturanalyse
Literatur
  • W. Borchardt-Ott, H. Sowa, Kristallographie – Eine Einführung, Springer.
  • W. Massa, Kristallstrukturbestimmung, Vieweg & Teubner.
  • L. Spieß et al., Moderne Röntgenbeugung, Springer.
  • Web-Seite

VL Quantenchemische Rechenmethoden

Quantenchemische Rechenmethoden
(Prof. Dr. Caroline Röhr, Prof. Dr. Thorsten Koslowski, Prof. Dr. Ingo Krossing)
Vorlesung Nr. 08LE05V-ID010334
SWS/ECTS 2/3
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h] 90 (=30+60)
nur im Sommersemester
Modul WPF 1 oder 2: Moleküle und Komplexe oder Festkörper und Materialien
Modul WPF 3: Methoden und Konzepte der Anorganischen Chemie

Inhalt
Der "Große QM-Kurs" für alle, die QM-Methoden sowohl von theoretischer Sicht (T. Koslowski) bis zur Anwendung auf molekulare (I. Krossing) und feste Systeme (C. Röhr) erlernen möchten. In diesem Kurs werden wir die Grundlagen quantenchemischer Rechenmethoden erarbeiten (3 Termine) und auf Rechnungen molekularer Systeme (5 Termine) und dreidimensional-periodischer Festkörper (5 Termine) anwenden. Neben der ausführlichen Besprechung der physikalisch-chemischen und mathematischen Grundlagen stehen Übungen und Anwendungen entsprechender Programmsysteme auf dem Kursprogramm. In der begleitenden Übung enthalten ist eine kurze Einführung in das Betriebssystem Unix/Linux.
Literatur

VL Bioinorganic Chemistry: Mechanisms, Model Compounds and Applications

Bioinorganic Chemistry: Mechanisms, Model Compounds and Applications (Prof. Dr. Philipp Kurz)
Vorlesung Nr. 08LE05V-ID010042
SWS/ECTS 1/1.5
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h] 45 (=15+30)
nur im Wintersemester
Modul WPF 1 oder 2: Moleküle und Komplexe
Modul WPF 3: Methoden und Konzepte der Anorganischen Chemie

Inhalt
Metal centres: bioavailability, Pourbaix diagrams, ligand exchange, complex stabilities; ligands: amino acids, nucleobases, porphyrin systems; design principles for synthetic model compounds; transport, storage and signalling proteins: ferrichrome, ferritin, hemoglobin, calmodulin, zinc finger; proteins for electron transfer: cytochromes, Fe/S-Cluster, type I copper proteins; metalloenzymes: hydrogenase, P450, sulphite oxidase, Zn-peptidase, tyrosinase, catalase, vitamin B12; interaction of metal ions with DNA / RNA; pharmaceutical applications of synthetic coordination compounds: cis-platin, 99mTc-based radiopharmaceuticals, Gd-MRI contrast agents, 18F for PET; principles and model systems for the biomineralization of CaCO3, SiO2 and Ca5[(PO4)3(OH)]
Literatur
  • Handouts und Übungsmaterial zum Modul in den jeweiligen Lehrveranstaltungen und weiterführende Informationen auf ILIAS.

VL Angewandte Festkörperchemie

Angewandte Festkörperchemie (Prof. Dr. Harald Hillebrecht)
Vorlesung Nr. 08LE05V-ID010035-SusMat
SWS/ECTS 2/3
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h] 90 (=30+60)
nur im Sommersemester
Modul WPF 1 oder 2: Festkörper und Materialien
Modul WPF 3: Methoden und Konzepte der Anorganischen Chemie

Inhalt
Die Anwendungen von Festkörpern werden für die folgenden Bereiche vorgestellt und die physikalischen Grundlagen qualitativ behandelt:
  • Permanentmagnetika
  • Leuchtstoffe und LEDs
  • Thermoelektrika
  • Magnetokalorika
  • Dielektrika, LEDs,
  • nichtoxidische Keramiken
  • Perowskite für die Photovoltaik
  • Supraleiter.
Darüber hinaus werden Aspekte zu Recycling, Substitution, Nachhaltigkeit und Kritikalität von Rohstoffen an ausgewählten Beispielen behandelt (z. B. Seltenerden, Cobalt).
Literatur
  • U. Müller: Anorganische Strukturchemie, Vieweg+Teubner
  • A. R. West: Grundlagen der Festkörperchemie, Wiley-VCH
  • W. Kleber, K Bohm: Einführung in die Kristallographie
  • R. Tilley: Understanding Solids, Wiley-VCH
Weitere Literatur wird in der Lehrveranstaltung bekannt gegeben, weitere Unterlagen auf ILIAS.

VL Aufklärung von Reaktionsmechanismen

Aufklärung von Reaktionsmechanismen (Dr. Burkhard Butschke)
Vorlesung Nr. 08LE05V-ID010327
SWS/ECTS 2/3
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h] 90 (=30+60)
nur im Sommersemester
Modul WPF 1 oder 2: Moleküle und Komplexe
Modul WPF 3: Methoden und Konzepte der Anorganischen Chemie

Inhalt
In der semesterbegleitenden Vorlesung werden Konzepte und Methoden vermittelt, mit deren Hilfe Reaktionsmechanismen verstanden, beschrieben und aufgeklärt werden können. Unter anderem werden folgende Themen und Konzepte behandelt:
  • Potentialenergiefläche, Reaktionskoordinate, Übergangszustand
  • "Messung" von Übergangszuständen, Arrhenius-Gleichung, Eyring-Gleichung, Aktivierungsparameter
  • Hammond Postulat, Prinzip der mikroskopischen Reversibilität, Lösemitteleffekte
  • kinetische Methoden, Reaktionsgeschwindigkeitsgesetze, Isotopenmarkierung, kinetische Isotopeneffekte, Tunneleffekte
  • Linear Free-Energy Relationships (LFERs), Bell-Evans-Polanyi-Prinzip, Hammett-Gleichung
  • Two-State-Reactivity
Literatur
  1. D. Atwood, Inorganic and Organometallic Reaction Mechanisms, Wiley-VCH
  2. Eric V. Anslyn, Dennis A. Dougherty, Modern Physical Organic Chemistry, University Science Books, 2006

VL Angewandte Elektrochemie

Angewandte Elektrochemie (Prof. Dr. Anna Fischer)
Vorlesung Nr. 08LE05V-ID010027-SusMat
SWS/ECTS 2/3
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h] 90 (=30+60)
nur im Sommersemester
Modul WPF 1 oder 2: Festkörper und Materialien
Modul WPF 3: Methoden und Konzepte der Anorganischen Chemie

Inhalt
In dieser Vorlesung lernen die Studierenden die Grundprinzipien der Elektrochemie sowie wichtige elektrochemische Methoden. Darüber hinaus lernen die Studierenden wie diese Methoden im Bereich der elektrochemischen Energiekonversion und Speicherung theoretisch anzuwenden sind.
Literatur
  • Vorlesungsunterlagen auf ILIAS.
  • Weitere Literatur wird in der Lehrveranstaltung bekannt gegeben.

VL Festkörperchemie ausgewählter Materialklassen

Festkörperchemie ausgewählter Materialklassen (Prof. Dr. Harald Hillebrecht, Prof. Dr.-Ing. Caroline Röhr)
Vorlesung Nr. s.u. das wird auseinandergehackt!
SWS/ECTS 1/1.5
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h] 45 (=15+30)
jedes Semester, wechselnde Themen nach Ankündigung
Modul WPF 1 oder 2: Festkörper und Materialien
Modul WPF 3: Methoden und Konzepte der Anorganischen Chemie

Inhalt
Die Vorlesungen behandeln die festkörperchemischen (inkl. elektronischen, präparativen und praktisch-technischen) Aspekte ausgewählter Materialklassen. Angeboten werden im Wechsel verschiedene Materialklassen:
Die Texte unter den fett gedruckten Einzel-Themen nur dann, wenn nun doch wieder alles auseinandergezogen wird was zusammengehört!
  • Bor und Boride (A) (HH; 1/1.5)
    Die Vorlesung behandelt die speziellen elektronischen und festkörperchemischen Aspekte des Elektronenmangel-Elementes Bor mit seinen zahlreichen Modifikationen sowie der daraus abgeleiteten borreichen Verbindungen.
  • Intermetallische Phasen (B) (CR; Virtuelle Vorlesung; jedes SS; 2/3) (08LE05V-ID010044) (Web-Seite)
    Die Vorlesung behandelt die elektronischen, strukturchemischen und anwendungsrelevanten Aspekte intermetallischer Phasen:
    1. Reine Metalle: Einteilung, Strukturchemie, chemische Bindung und physikalische Eigenschaften
    2. Phasendiagramme
    3. Substitutionsmischkristalle, Elektronenverbindungen
    4. Frank-Kasper/Laves-Phasen und Verwandte
    5. Zintl-Phasen: Strukturen, Elektronenzählregeln Zintl-Ionen in Lösung
    6. Weitere wichtige polare intermetallische Phasen
    7. Phasen mit kovalenten Bindungsanteilen (B-B-Kombination)
    8. Interstitielle Verbindungen
    9. Metalle/Intermetallische Phasen als Werkstoffe
    10. High-Entropy Alloys, Quasikristalle
  • Lanthanoide - Seltene Erden (C) (CR; 1/1.5) (08LE05V-ID010044) (Web-Seite)
    Die Vorlesung behandelt die physikalischen, strukturchemischen und anwendungsrelevanten Aspekte der Lanthanoide und ihren Verbindungen:
    1. Einleitung
    2. Atomare physikalische Eigenschaften
    3. Chemische Eigenschaften
    4. Halogenide
    5. Oxide, Oxid-Halogenide und -Sulfide
    6. Lumineszenz-Materialien
    7. Koordinationschemie der Seltenen Erden
    8. Metalle und Legierungen
  • Strukturchemie der Silicate (D) (CR; 1/1.5) (Web-Seite)
    Die Vorlesung behandelt die strukturchemischen, mineralogischen und anwendungsrelevanten Aspekte der Silicate:
    1. Einleitung: Chemische Bindung, Strukturkonzepte Klassifierzung und Nomenklatur
    2. Insel(Neso)-Silicate
    3. Gruppen(Soro)-Silicate
    4. Ring(Cyclo)- und Doppelring-Silicate
    5. Ketten(Ino)-Silicate
    6. Schicht(Phyllo)-Silicate
    7. Gerüst(Tecto)-Silicate
  • Anorganische Pigmente (E) (CR) (Web-Seite)
    Die Vorlesung behandelt die physikalischen, strukturchemischen, synthetischen und anwendungsrelevanten Aspekte anorganischer Pigmente:
    1. Einleitung
    2. Farbigkeit und Elektronenstruktur
    3. Farbsehen und Farbmetrik
    4. Weiss-Pigmente
    5. Schwarz-Pigmente
    6. Bunt-Pigmente
    7. Hochtemperatur-Pigmente
    8. Lumineszenz-Pigmente
  • Vom Mineral zum Material: Angewandte Silicatchemie (F) (CR) (08LE05V-ID010352) (Web-Seite)
    Die Vorlesung behandelt die strukturchemischen, mineralogischen, synthetischen und anwendungsrelevanten Aspekte von als Materialien verwendeter Silicat-Minerale:
    1. Gläser
    2. Quarz
    3. Zeolithe
    4. klassische Keramiken
    5. Asbest
    6. Zement
    7. Silicate als Rohstoffe: Beispiel Zirkon
  • Methoden der Festkörperchemie (G) (CR, HS) (08LE05V-ID010361) (Web-Seite)
    Die Vorlesung behandelt ausgewählte speziellere Charakterisierungsmethoden der Festkörperchemie die vom Basiskurs Kristallographie und Röntgenbeugung und den Vorlesungen zur Röntgen-Beugung und NMR-Spektroskopie nicht abgedeckt sind:
    1. Thermoanalytische Methoden (DTA, DSC, TG)
    2. Neutronenbeugung
    3. MAS-NMR-Spektroskopie
    4. Mössbauer-Spektroskopie
    5. Atomspektroskopie (XPS, UPS, EELS, RFA)
  • Technische Anorganische Chemie (H) (CR, BB) (08LE05V-ID010210) (Web-Seite)
    In dieser Vorlesung stellen wir Ihnen als 'gelernte' Technologen einige ausgewählte technische Prozesse der Anorganischen Chemie vor. Dabei sind für die Auswahl der Verfahren neben der Tonage der produzierten Stoffe auch möglichst viele verschiedene reaktions- und verfahrenstechnische Aspekte wichtig (verschiedene Reaktoren, Trennverfahren, usw.).
    • Technische Gase, Molekülverbindungen (Luftzerlegung, Ammoniak, Essigsäre)
    • Salze (KCl, Soda)
    • Säuren (H2SO4)
    • Basen (Natronlauge)
    • Metalle (Eisen und Stahl, Aluminium)
    • Silicate
    Im Rahmen der Vorlesung findet eine freiwillige Exkursion statt. :-) Dafür darf es keine Punkte geben!
Literatur
s. Ilias bzw. verlinkte Web-Seiten der einzelnen Veranstaltungen

Spezialvorlesungen und Kurse NMR-Spektroskopie

NMR-Spektroskopie (Dr. Harald Scherer)
Vorlesung Nr. ID-XXXX
SWS/ECTS 2/3
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h] 90 (=30+60)
jedes Semester, wechselnde Themen nach Ankündigung (s. Inhalt)
Modul WPF 1 oder 2: Moleküle und Komplexe
Modul WPF 3: Methoden und Konzepte der Anorganischen Chemie
08LE05V-IDXXXXX

Inhalt
Die Vorlesungen und Kurse behandeln spezielle Aspekte der NMR-Spektroskopie anorganischer Moleküle. Die Inhalte sind:
  • Vorlesung Angewandte multinukleare NMR-Spektroskopie (A) [2/3] (08LE05S-ID010020)
    • Resonanzbedingung, Quadrupolkerne, chemische Verschiebung, Dipol-Dipol-Kopplung, Spin-Spin-Kopplung,
    • Spinsysteme erster und höherer Ordnung und ihre Analyse mit besonderer Berücksichtigung von Heterokernen.
    • Relaxation in der NMR und Relaxationsmechanismen.
    • Magnetisierungstransfer: chemischer Austausch, NOE, Polarisationstransfer.
    • Verständnis grundlegender Impulsfolgen an ausgewählten Experimenten (z.B. INEPT, HSQC).
    • Prinzip der 2D-Spektroskopie.
    • Die NMR-Messung: wichtige Messparameter und ihre Bedeutung. Arbeiten mit TOPSPIN.
  • Kurs NMR für Operatoren (B) [1/1.5]
    • Funktionsweise und Wartung von NMR-Spektrometern.
    • Aufsetzen von NMR-Experimenten in Automation und von Hand, wichtige Messparameter und ihre Bedeutung.
    • Arbeiten mit TOPSPIN.
    • Verschiedene Impulsfolgen und ihre Anwendung in der Praxis mit besonderem Augenmerk auf Heterokernen.
    • Fortgeschrittene Auswertung von NMR-Spektren.
Literatur
  • Vorlesung Angewandte multinukleare NMR-Spektroskopie (A)
    • Harald Günther, NMR Spectroscopy, Basic Principles, Concepts and Applications in Chemistry, Third completely revised and updated Edition, Wiley-VCH, Weinheim, 2013.
    • James Keeler, Understanding NMR Spectroscopy, Second Edition, John Wiley & Sons, Ltd. Chichester, 2010.
    • Malcolm H. Levitt, Spin Dynamics, Basics of Nuclear Magnetic Resonance, Second Edition, John Wiley & Sons, Ltd., 2008.
  • Kurs NMR für Operatoren (B)
    • Harald Günther, NMR Spectroscopy, Basic Principles, Concepts and Applications in Chemistry, Third completely revised and updated Edition, Wiley-VCH, Weinheim, 2013.
    • Stefan Berger, Siegmar Braun, 200 and More NMR Experiments, Wiley-VCH, Weinheim, 2004.
    • Malcolm H. Levitt, Spin Dynamics, Basics of Nuclear Magnetic Resonance, Second Edition, John Wiley & Sons, Ltd., 2008.
Teilnahmevoraussetzung
keine. Für den Kurs B wird die vorherige Teilnahme an der Vorlesung Angewandte Multinukleare NMR-Spektroskopie (A) empfohlen.

Spezialvorlesungen und Kurse Beugungsmethoden

Beugungsmethoden (Dr. Burkhard Butschke, Dr. Thilo Ludwig)
Vorlesung Nr. 08LE05V-IDXXXXX
SWS/ECTS 2/3
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h] 90 (=30+60)
unregelmässig, wechselnde Themen nach Ankündigung (s. Inhalt)
Modul WPF 1 oder 2: Moleküle und Komplexe (nur A) oder Festkörper und Materialien (nur B)
Modul WPF 3: Methoden und Konzepte der Anorganischen Chemie
08LE05V-IDXXXXX

Inhalt
Die Vorlesungen und Kurse behandeln spezielle Aspekte der Beugungsmethoden:
  • Kurs Einkristallstrukturanalyse für Operatoren (A) (08LE05S-ID010221)
    • Entstehung und Beschreibung von Röntgenreflexen: Röntgenbeugung, Indizierung, Bragg-Gleichung, reziprokes Gitter, Ewald-Konstruktion, Fine-Slicing
    • Grundlagen der Kristallographie: Bravais-Gitter, Auslöschungsbedingungen, Reflexintensität
    • Probenpräparation: Kristallisationsmethoden, Kristallauswahl, "Aufsetzen" von Kristallen
    • Datenauswertung: Zellbestimmung, Integration, Absorptionskorrektur
    • Strukturlösung
    • Strukturmodell: Verfeinerung, Fehlordnung, Wasserstoffatome, Restraints, Constraints, Verzwillingung
    • Absolutstruktur: Sohncke-Raumgruppen, anomale Dispersion, Wahl der Röntgenstrahlung
    • Datenfinalisierung
  • Vorlesung Pulverdiffraktometrie (B) (08LE05S-ID010657)
    • Grundlagen der Röntgenbeugung und ihre Anwendungen für pulverförmige Proben.
    • Umgang mit den Programmen zur Messung und Auswertung.
    • Symmetrie, Raumgruppen, Kristallgitter.
    • Erzeugung von Röntgenstrahlung, Strahlformung, apparative Methoden, Probenpräparation
    • Röntgenbeugung, Bragg'sche Gleichung, Ewaldkugel, Beugungstheorie
    • Phasenanalyse, Indizierung, Gitterkonstantenbestimmung, Profilanalyse, Intensitäten
    • Rietveldmethode, spezielle Anwendungen
Literatur
  • Kurs Einkristallstrukturanalyse für Operatoren (A)
    • W. Massa, Kristallstrukturbestimmung, Springer Spektrum, 8. Auflage, 2015.
    • P. Müller, R. Herbst-Irmer, A. L. Spek, et. al., Crystal Structure Refinement", Oxford University Press, 2006.
    • P. Müller, Practical suggestions for better crystal structures, Crystallogr. Rev. 2009, 15, 57-83.
  • Vorlesung Pulverdiffraktometrie (B)
    • Lothar Spieß et al., Moderne Röntgenbeugung, Springer Spektrum, 2019.
    • Robert E. Dinnebier, Simon J. L. Billinge (Ed.), Powder Diffraction, Royal Society of Chemistry, 2008.

Spezialvorlesungen und Kurse Elektroanalytische Methoden

Elektroanalytik (Dr. Valentin Radtke)
Vorlesung Nr. 08LE05V-IDXXXXX
SWS/ECTS 1/1.5
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h] 45 (=15+30)
jedes Semester, wechselnde Themen nach Ankündigung (s. Inhalt)
Modul WPF 1 oder 2: Moleküle und Komplexe und Festkörper und Materialien
Wahlpflicht 3: Methoden und Konzepte der Anorganischen Chemie
08LE05V-IDXXXXX

Inhalt
Die Vorlesungen und Seminare behandeln spezielle Aspekte der Elektronanalytik:
  • Elektronanalytische Chemie (A) (VR) (08LE05V-ID010040-SusMat)
    1. Grundlagen der Elektrochemie
    2. Experimentelle Aspekte
    3. Stromlose Analysemethoden
    4. Potentialsprungmethoden
    5. Potentialsweepmethoden
    6. Elektrochemische Impedanzspektroskopie
    7. Analysemethoden für elektrochemische Energiekonversion und -speicherung
  • EIS/CV (B) (VR) (08LE05V-ID010650)
    1. Grundlagen der Elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS)
    2. Anwendung der EIS in der Batteriecharakterisierung
    3. Experimentelle Aspekte der EIS
    4. Grundlagen der Cyclovoltammetrie (CV)
    5. Anwendung der CV in der Anorganischen Chemie
    6. Experimentelle Aspekte der CV
Literatur
  • Vorlesung Elektronanalytische Chemie (A) (VR)
    • K. Hamann, W. Vielstich, Elektrochemie, Wiley VCH.
    • R. Holze, Elektrochemisches Praktikum, Teubner.
    • A.J. Bard, L.R. Faulkner, Electrochemical Methods, Fundamentals and Applications, J.Wiley Sons, Inc.
    Weitere Literatur wird in der Lehrveranstaltung bekannt gegeben, weitere Unterlagen auf ILIAS.
  • EIS/CV (B) (VR)
    • K. Hamann, W. Vielstich, Elektrochemie, Wiley VCH
    • P.Z. Zanello, F.F. de Biani, C. Nervi, Inorganic Electrochemistry, RSC Publishing
    • A.J. Bard, L.R. Faulkner, Electrochemical Methods, Fundamentals and Applications, J.Wiley Sons, Inc.
    Weitere Literatur wird in der Lehrveranstaltung bekannt gegeben, weitere Unterlagen auf ILIAS

Praktikum Anorganische Funktionsmaterialien

Praktikum Anorganische Funktionsmaterialien (Prof. Dr. Anna Fischer)
Praktikum Nr. 08LE05P-ID010308-SusMat
SWS/ECTS 3/3
Arbeitsaufwand (=Präsenz+Selbst-Studium) [h] 90 (=60+30)
im SoSe, als Block am Ende der VL-Zeit
Modul WPF 3: Methoden und Konzepte der Anorganischen Chemie

Inhalt
In diesem Praktikum sollen die vorgestellten Synthesekonzepte und Charakterisierungsmethoden, welche in der Vorlesung Anorganische Funktionsmaterialien vorgestellt worden sind, konkret eingesetzt werden. So werden in einem „bottom-up“ Ansatz funktionale Multikomponent-Systeme im Labormaßstab hergestellt und deren Funktion getestet. Ein Schwerpunkt liegt hierbei auf der Synthese von nanostrukturierten Systemen und deren Anwendungen u.a. im Bereich der Elektrokatalyse und der elektrochemischen Energiespeicherung (u.a. Batterien und Superkondensatoren). Die in der Vorlesung vorgestellten Charakterisierungsmethoden wie Röntgenbeugung, Physisorption, Elektronenmikroskopie und eine Vielzahl von elektrochemischen Methoden werden eingesetzt, um die synthetisierten Materialien im Detail zu charakterisieren. Sie erlernen wie ein Laborjournal zu führen ist, auch in einer digitalen Form.
Literatur
  • Praktikumsskripte auf ILIAS.
  • Weitere Literatur wird in der Lehrveranstaltung bekannt gegeben.
Zu erbringende Prüfungsleistung
-
Zu erbringende Studienleistung
regelmäßige Anwesenheit, verpflichtende Teilnahme an Sicherheitseinweisung, Platzaus- und -abgabe, praktische Arbeit, schriftliche Ausarbeitungen (Protokolle) und mündliche Präsentationen (Kolloquien).
Teilnahmevoraussetzung
keine, die parallele Belegung der Vorlesung Anorganische Funktionsmaterialien wird empfohlen.