Bachelorstudiengang Chemie Modulhandbuch

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Fakultät für Biologie, Chemie und dbuchGeänderte Fassung vom 05.08.2015gültig für Studierende mit Studienbeginn ab WS 2015/16

InhaltsverzeichnisSeiteÜbersicht Bachelor Chemie3Pflichtlehrveranstaltungen1. Modul AC I (Allgemeine, Analytische und grundlegende Anorganische Chemie) 52. Modul AC II (Grundlegende Chemie der Nebengruppenelemente)63. Modul AC III (Präparative Anorganische Chemie)74. Modul AC IV (Instrumentelle Analytik (Anorganischer Teil))85. Modul AC V (Fortgeschrittene Anorganische Chemie)96. Modul OC I (Grundlagen)107. Modul OC II (Reaktionsmechanismen)118. Modul OC III (Instrumentelle Analytik (Organischer Teil))129. Modul OC IV (Organische Stoffklassen und Synthesen)1310. Modul PC I (Allgemeine Chemie)1411. Modul PC II (Physikalische Chemie II)1512. Modul PC III (Physikalische Chemie III)1613. Modul PC IV (Physikalische Chemie IV)1714. Modul MC (Makromolekulare Chemie)1815. Modul BC (Biochemie und Zellbiologie)1916. Modul Physik2017. Modul Mathematik für Naturwissenschaftler21Wahlpflichtmodule18. Aktuelle Forschungsthemen der Anorganischen Chemie2219. Aktuelle Forschungsthemen der Organischen Chemie2320. Fortgeschrittene Physikalische Chemie2421. Kolloidchemie2522. Bioorganische Chemie2623. Biochemie2724. Biophysikalische Chemie2825. Technische Chemie2926. Spezialpolymere30Berufsvorbereitendes Modul27. Toxikologie und Rechtskunde3128. Ringvorlesung32Bachelor Arbeit332

Übersichtsplan ngnachSemesterAnorganische ChemieModul AC I (Allgemeine, Analytische und grundlegende Anorganische Chemie)11Klausur a)1Modul AC II (Grundlegende Chemie der Nebengruppenelemente)3Klausur2Modul AC III (Präparative Anorganische Chemie)15Klausur a)3a)5Modul AC IV (Instrumentelle Analytik, Anorg. Teil)8KlausurModul AC V (Fortgeschrittene Anorganische Chemie)9Klausur10Klausur a)2Modul OC II (Reaktionsmechanismen)15Klausura)3Modul OC III (Instrumentelle Analytik, Org. Teil)6Klausur4Modul OC IV (Organische Stoffklassen u. Synthesen)10Klausur54Klausur6Organische ChemieModul OC I (Grundlagen)Physikalische ChemieModul PC I (Allgemeine Chemie)Modul PC II (Physikal. Chemie II)111Klausura)2a)3Modul PC III (Physikal. Chemie III)10KlausurModul PC IV (Physikal. Chemie IV)10Klausur a)58Klausur a)43Klausur210Klausur182 KlausurenMakromolekulare ChemieModul MC (Makromolekulare Chemie)BiochemieModul Biochemie/ZellbiologiePhysikModul PhysikMathematikModul Mathematik für NaturwissenschaftlerSumme Pflichtveranstaltungen15131,2

Wahlpflichtmodule c,d)ModulLPPrüfungNachSemesterAktuelle Forschungsthemen der AnorganischenChemie (ohne / mit Praktikum)4/8nach Ank. a,b)6Aktuelle Forschungsthemen der OrganischenChemie (ohne / mit Praktikum)4/8nach Ank. a,b)6Fortgeschrittene Physikalische Chemie(ohne / mit Praktikum)4/8nach Ank. a,b)6Kolloidchemie(ohne / mit Praktikum)4/8nach Ank. a,b)6Bioorganische Chemie (mit / ohne Praktikum)4/8nach Ank. a)6Biochemie (mit / ohne Praktikum)4/8nach Ank. a)Biophysikalische Chemie (Vorlesung und Praktikum)Technische Chemie (mit / ohne Praktikum)85mündl. Prüf. a)6nach Ank.a)52 Klausuren4/8Spezialpolymere4Summe Module Wahlpflichtfächer125a)Berufsvorbereitendes ModulEinführung in die Toxikologie für Chemiker2Klausur4Spezielle Rechtsgebiete für chelorarbeit12Summe Bachelorstudium180a)b)c)d)e)Die Praktikumsleistungen werden benotet.Zusätzlich benoteter Seminarvortrag1Die Veranstaltungen müssen aus den angegebenen Gebieten gewählt werden.23Kombinationen von Veranstaltungen aus verschiedenen Gebieten sind möglich. Über die Zulassung weiterer Wahlpflichtfächer entscheidet der Prüfungsausschuss.1Die Wahl zusätzlicher Wahlpflichtfächer und Teilprüfungen muss spätestens bei der Anmeldung zur Teilprüfung vorgenommen werden; dabei ist eine Festlegung zu treffen, welche Teil2prüfungen in die Notenberechnung eingehen sollen. Zusätzlich abgeleistete Teilprüfungenwerden im Diploma Supplement dokumentiert.1Veranstaltung, deren Bewertung keinen Eingang in die Gesamtnote des Bachelorzeugnisses2findet. Der Erwerb von Leistungspunkten in dieser Veranstaltung ist abhängig von der Bescheinigung der Teilnahme.4

Modul AC I: Allgemeine, Analytische und grundlegende Anorganische ChemieLernziele:Die Studenten erwerben grundlegende theoretische und praktische Fähigkeiten bzw. Fertigkeiten in Allgemeiner, Analytischer und grundlegender Anorganischer Chemie.Lehrformen und Zeiten:Das Modul AC I besteht aus folgenden Lehrveranstaltungen:SWSVorlesung Allgemeine und Analytische ChemieVorlesung grundlegende Anorganische ChemieÜbungen zur Vorlesung Allg., Anal. und Anorg. ChemiePraktikum Allgemeine und Analytische ChemieSeminar zum Praktikum Allgemeine und Analytische Chemie12161Fachsemester*11111Dozenten der Anorganischen ChemieLerninhalte:In der Vorlesung Allgemeine und Analytische Chemie werden die Studierenden an allgemeine Grundlagen mit Relevanz zum Praktikum herangeführt. Behandelt werden unter anderem das Massenwirkungsgesetz für homo- und heterogene Reaktionen, die Löslichkeit, Säure/Base-Theorien und Redoxreaktionen. Die Vorlesung grundlegende Anorganische Chemie vermittelt darauf aufbauend grundlegende Konzepte der anorganischen Chemie anhandder Chemie der Hauptgruppenelemente. Hierzu werden verschiedene Darstellungsmethodender Elemente, sowie charakteristische Reaktionen mit Sauerstoff und Wasserstoff besprochen. Aufbauend auf dem Schalenmodell der Atome lernen die Studierenden so den Aufbauund die Anwendung des Periodensystems, periodische Eigenschaften der Elemente und diegrundlegenden Bindungstypen – kovalent, ionisch und metallisch – kennen. Zudem wird derEinfluss von Dispersions- und Dipol-Dipol-Wechselwirkungen besprochen.In den Übungen werden Inhalte der Vorlesung vertieft und zusätzlich ‚chemisch gerechnet’.Im Praktikum werden im ersten Teil der Umgang mit Glasgeräten, Messgefäßen und analytischen Waagen, sauberes chemisches Arbeiten sowie grundlegende chemische Konzeptevermittelt. Daran schließen sich insgesamt 14 quantitative Analysen mittels titrimetrischerVerfahren (Säure-Base-Titrationen, Redox-Titrationen, Komplexbildungstitrationen) sowiegravimetrische und elektroanalytische Analysen an. Das Seminar dient der Vorbesprechungund Auswertung der eLeistungsnachweis:Eine schriftliche Prüfung über den Inhalt der Vorlesung und der Übungen, die zu 60 % in dieGesamtbewertung eingeht. Seminar und Praktikum werden über benotete Protokolle bewertet, die zu 40 % in die Gesamtbenotung einfließen.Studentischer Arbeitsaufwand:Für die insgesamt 5 Stunden Vorlesung, Übungen und Seminar fallen 5 Stunden an Vor- undNachbereitung an. Für die 6 SWS Praktikum liegt der Arbeitsaufwand für die Vorbereitungund Auswertung der Versuche bei 3 Stunden. Bei 15 Wochen pro Semester ergibt sich eineArbeitsbelastung von 285 Stunden. Hinzu kommen 45 Stunden zur Prüfungsvorbereitung.Gesamtbelastung: 330 Stunden.5

ECTS Leistungspunkte:11* Angebotshäufigkeit der einzelnen Lehrveranstaltungen:Sämtliche Lehrveranstaltungen werden einmal im Studienjahr angeboten. Die Lehrveranstaltungen im 1.,3. und 5. Fachsemester finden immer im Wintersemester, die Veranstaltungenim 2., 4. und 6. Semester immer im Sommer statt. Diese Einteilung gilt für das gesamte Modulhandbuch.Modul AC II: Grundlegende Chemie der NebengruppenelementeLernziele:Die Studenten erwerben ein grundlegendes Stoffwissen in Anorganischer Chemie der Nebengruppenelemente (wichtige ausgewählte Verbindungen; Unterschiede und Gemeinsamkeiten mit den Hauptgruppen; Verständnis von Struktur und Bindung). Die Studierenden lernen besondere Eigenschaften der Nebengruppenelemente (Magnetismus, Farbigkeit) kennen und neue Prinzipien der chemischen Bindung (koordinative Bindung) um diese zu erklären.Lehrformen und Zeiten:Das Modul AC II besteht aus folgenden Lehrveranstaltungen:SWS11Vorlesung Nebengruppenchemie IVorlesung Nebengruppenchemie IIFachsemester22Dozenten der Anorganischen ChemieLerninhalte:In den Vorlesungen Nebengruppenchemie I und II befasst sich mit der Chemie der Nebengruppenelemente. Ihre Darstellung und Struktur, Legierungen, Oxide, Hydroxide, Halogenideund Amide sowie einfache Koordinationsverbindungen werden besprochen. Besondere Eigenschaften von Nebengruppenverbindungen (Magnetismus, Farbigkeit) werden diskutiertund mit einfachen Modellen erklärt.Teilnahmevoraussetzungen:Teilnahme am Modul AC I.Leistungsnachweis:Eine schriftliche Prüfung über den Inhalt der Vorlesungen.Studentischer Arbeitsaufwand:Für die insgesamt 2 Vorlesungsstunden fallen zusätzlich 2 Stunden an Vor- und Nachbereitung an. Bei 15 Wochen pro Semester ergibt sich eine Arbeitsbelastung von 60 Stunden.Hinzu kommen 30 Stunden zur Prüfungsvorbereitung. Gesamtbelastung: 90 Stunden.ECTS Leistungspunkte:36

Modul AC III: Präparative Anorganische ChemieLernziele:Die Studenten erwerben grundlegende theoretische und praktische Fähigkeiten bzw. Fertigkeiten in präparativer Anorganischer Chemie (Metallorganische Chemie/Komplexchemiesowie Festkörperchemie).Lehrformen und Zeiten:Das Modul AC III besteht aus folgenden Lehrveranstaltungen:Vorlesung Metallorganische Chemie / Komplexchemie IVorlesung Festkörperchemie IPraktikum Präparative Anorganische ChemieSWS1,51,516Fachsemester334Dozenten der Anorganischen ChemieLerninhalte:In der Vorlesung Metallorganische Chemie / Komplexchemie I werden folgende Themenbesprochen: Konzepte der Bindung in Komplexen, Ligandenfeldtheorie und einfache Molekülorbital-Schemata, Einteilung und Eigenschaften von Liganden, Nomenklatur von Komplexverbindungen, Synthese und wichtige Strukturen von Komplexverbindungen, Reaktivitätvon Komplexverbindungen, Synthese, Struktur und Eigenschaften ausgewählter Metallorganischer Verbindungen.In der Vorlesung Festkörperchemie I werden in Vorbereitung auf das Praktikum an ausgewählten Beispielen Fallstricke und festkörperspezifische Präparationsprobleme (Thermodynamik, intrinsische und extrinsische Defekte, Kinetik, Metastabilität) gemeinsam mit klassischen und modernen Synthesemethoden (Fest-Fest, Phasenumwandlungen, verschiedeneVerfahren zur Züchtung von Einkristallen, Prekursoren, „chemie douce“, Sol–Gel, Chemischer Transport, Hydrothermalreaktionen etc.) behandelt und Lösungsansätze vorgestellt.Daneben werden grundlegende Festkörperstrukturtypen anhand dieser Inhalte eingebettet.Das Praktikum Präparative Anorganische Chemie beschäftigt sich mit der Darstellung undCharakterisierung ausgewählter Metallorganischer- und Koordinationsverbindungen sowievon Festkörpern. Es werden Versuche zur Schlenktechnik, Einkristallzucht, CVD, Sol-GelMethoden, klassischen Festkörperreaktionen, Solvothermalsynthesen und Schmelzsynthesen e Teilnahme am Modul AC I und Teilnahme an den Modulen AC II, OC I und PC I.Das Bestehen der Klausur zu den Vorlesungen des Moduls ACIII ist Voraussetzung zumPraktikum ACIII.Leistungsnachweis:Eine schriftliche Prüfung über den Inhalt der beiden Vorlesungen, die zu 50 % in die Gesamtbewertung eingeht. Das Praktikum wird über benotete Protokolle bewertet, die ebenfallszu 50 % in die Gesamtnote einfließen.Studentischer Arbeitsaufwand:Für die insgesamt 3 Vorlesungsstunden 3 Stunden an Vor- und Nachbereitung. Für die 16SWS Praktikum liegt der Arbeitsaufwand für die Vorbereitung und Auswertung der Versuchebei 5 Stunden pro Woche. Bei 15 Wochen pro Semester ergibt sich eine Arbeitsbelastungvon 405 Stunden. Hinzu kommen 45 Stunden zur Prüfungsvorbereitung. Gesamtbelastung:450 StundenECTS Leistungspunkte:157

Modul AC IV: Instrumentelle Analytik, Anorganischer TeilLernziele:Eine möglichst umfassende Charakterisierung hinsichtlich Struktur und Eigenschaften dargestellter Substanzen ist ein integraler Bestandteil jeder Forschungstätigkeit. Ziel dieser Vorlesung und des begleitenden Praktikums ist es, den Studierenden einen Überblick über einbreites Spektrum moderner analytischer Methoden mit Bezug zur Anorganischen Chemie zugeben sowie deren Grundlagen und mögliche Anwendungsfelder zu vermitteln. Die Methoden werden dabei vorzugsweise anhand konkreter Fragestellungen eingeführt, um frühzeitigein problemorientiertes kombinatorisches Denken bei den Studierenden zu fordern und zufördern.Lehrformen und Zeiten:Das Modul AC IV besteht aus folgenden Lehrveranstaltungen:Vorlesung Instrumentelle Analytik, Anorganischer TeilPraktikum Instrumentelle Analytik, Anorganischer TeilSWS36Fachsemester55Dozenten der Anorganischen ChemieLerninhalte:Thema der Vorlesung Instrumentelle Analytik (Anorganischer Teil) sind verschiedene Analysenmethoden. Im Einzelnen sind dies: Multikern-NMR (Grundlagen der NMR-Spektroskopie, Mehrdimensionale Experimente, Experimente mit ausgewählten Kernen), FestkörperNMR, Mössbauerspektroskopie, magnetische Messungen, Röntgenspektroskopie (EDX,WDX, Auger, ESCA, XANES, EXAFS), kristallographische Grundlagen für Chemiker, Röntgenbeugung (Einkristall- und Pulverdiffraktometrie)Im Praktikum wird dann eine vernetzte Charakterisierung ausgewählter Präparate aus dem4. Semester mit modernen Methoden (Multikern-NMR, röntgenographische Phasenidentifikation, Einkristallstrukturanalyse, Thermoanalytik mit EGA, Porosimetrie) ng ist die erfolgreiche Teilnahme an den Modulen AC I – III und die Teilnahmean den Modulen Physik und PC I-III.Leistungsnachweis:Eine schriftliche Prüfung über den Inhalt der Vorlesung, die zu 50 % in die Gesamtbewertungeingeht. Das Praktikum wird über benotete Protokolle bewertet, die ebenfalls zu 50 % in dieGesamtnote einfließen.Studentischer Arbeitsaufwand:Für die insgesamt 3 Vorlesungsstunden fallen 3 Stunden an Vor- und Nachbereitung an. Fürdie 6 SWS Praktikum liegt der Arbeitsaufwand für die Vorbereitung und Auswertung der Versuche bei 2 Stunden pro Woche. Bei 15 Wochen pro Semester ergibt sich eine Arbeitsbelastung von 210 Stunden. Hinzu kommen 30 Stunden zur Prüfungsvorbereitung. Gesamtbelastung: 240 StundenECTS Leistungspunkte:88

Modul AC V: Fortgeschrittene Anorganische ChemieLernziele:Die Studenten erwerben Kenntnisse in fortgeschrittener Anorganischer Chemie (ausgewählte Festkörperstrukturtypen, Intermetallische Phasen, Struktur-Eigenschafts-beziehungen undKooperative Effekte, niedermolekulare Funktionsmaterialien, Komplexkatalyse).Lehrformen und Zeiten:Das Modul AC V besteht aus folgenden Lehrveranstaltungen:Vorlesung Festkörperchemie IIVorlesung Metallorganische Chemie / Komplexchemie IIHauptseminarSWS222Fachsemester666Dozenten der Anorganischen ChemieLerninhalte:In der Vorlesung Festkörperchemie II wird anhand ausgewählter Verbindungen aus verschiedenen Substanzklassen der Zusammenhang zwischen Struktur, elektronischer Struktur,Eigenschaften und Anwendung herausgearbeitet. Dabei werden folgende Themen behandelt: Poröse Festkörper, Bandstrukturen, (Inter-)metallische Phasen, Halbleiter, StrukturEigenschafts-Beziehungen und Kooperative Effekte (Magnetismus, Ferroelektrizität, Piezoelektrizität, Thermoelektrizität).In der Vorlesung Metallorganische Chemie / Komplexchemie II werden die folgenden Themen erörtert: Metall-Kohlenstoff-Bindungen, wichtige Hauptgruppen-Alkyle, Übergangsmetallorganyle, Metallocene und Postmetallocene, Einführung in die Metallorganische Komplexkatalyse.Im Haupt-Seminar halten die Studierenden Vorträge über aktuelle Themen der Anorganischen Chemie.Teilnahmevoraussetzungen:Voraussetzung ist die erfolgreiche Teilnahme an den Modulen AC I – III und die Teilnahmeam Modul AC IV.Leistungsnachweis:Eine schriftliche Prüfung über den Inhalt der beiden Vorlesungen, die zu 60 % in die Gesamtbewertung eingehen. Die restlichen 40% ergeben sich aus einer mündlichen Prüfungüber den Inhalt aller im Hauptseminar gehaltenen Vorträge.Studentischer Arbeitsaufwand:Für die insgesamt 6 Vorlesungs- und Seminarstunden fallen 8 Stunden an Vor- und Nachbereitung an. Bei 15 Wochen pro Semester ergibt sich eine Arbeitsbelastung von 210 Stunden.Hinzu kommen 30 Stunden zur Prüfungsvorbereitung. Gesamtbelastung: 270 Stunden.ECTS Leistungspunkte:99

Modul OC I: Organische Chemie I: GrundlagenLernziele:Das Modul macht die Studierenden mit den grundlegenden Konzepten, der charakteristischen Denkweise und den Fakten der Organischen Chemie bekannt. Anhand von Schlüsselexperimenten in Vorlesung und Praktikum wird die Tragfähigkeit dieser theoretischenKonzepte demonstriert, sowie eine zunehmende Sicherheit im Umgang mit ihnen bei derLösung konkreter organisch-chemischer Problemstellungen erworben.Lehrformen und Zeiten:Das Modul OC I besteht aus folgenden Lehrveranstaltungen:Vorlesung Grundlagen der Organischen ChemieÜbungen zur Vorlesung Grundlagen der Organische ChemieGrundpraktikum der Organischen Chemie, Teil 1SWS415Fachsemester222Dozenten der Organischen ChemieLerninhalte:Die Vorlesung „Grundlagen der Organischen Chemie“ behandelt nach einem Überblick überdie Bedeutung und die Historie des Fachs folgende Themenfelder und Konzepte:Struktur und Bindung: Elektronegativität, Resonanz, Hybridisierung, Aromatizität.Stereochemie: Konformation, Konfiguration, Chiralität.Reaktivität: Chemie funktioneller Gruppen (z.B. Alkane, Alkene, Amine, Alkohole, Aldehyde,Ketone, Carbonsäuren, Ester, Amide, Aromaten).Mechanismen: Energieprofile, Acidität, Nucleophilie/Elektrophilie, elektrophile Addition anAlkene, nucleophile Substitution am sp3-C-Atom, Eliminierungen, aromatische Substitution.Im Praktikum erlernen die Studierenden den sicheren Umgang mit typischen Arbeitsgerätenund Techniken. Wichtige Gesichtspunkte hierbei sind: Gesundheit und Sicherheit im Labor; Handhabung und Entsorgung von Chemikalien. Nutzung der verschiedenen, auch elektronischen Quellen Organisch-chemischer Lit. Arbeitstechniken der Stofftrennung, -reinigung und -charakterisierung. Aufbau einfacher Apparaturen aus Standardgeräten. Durchführung einfacher Additionen an Alkene und nucleophiler Substitutionen.Teilnahmevoraussetzungen:Teilnahme an den Modulen AC I und PC I. Die Teilnahme am Praktikum OC I Teil 1 ist nurmöglich bei bestandenem Praktikum Allgemeine und Analytische Chemie (AC I) möglich.Leistungsnachweis:Eine schriftliche Prüfung am Vorlesungsende über den Inhalt der Vorlesung, die zu 70 % indie Gesamtbewertung eingeht. Das Praktikum wird über Arbeitsberichte bewertet, deren Noten zu insgesamt 30 % in die Gesamtnote einfließen.Studentischer Arbeitsaufwand:Für die 4 Vorlesungsstunden fallen 4 Stunden, für die einstündige Übung eine Stunde anVor- und Nachbereitung an. Für die 5 SWS Praktikum liegt der Arbeitsaufwand für Vorbereitung und Versuchsauswertung bei 2 Stunden pro Woche. Somit ergibt sich eine Arbeitsbelastung von 255 Stunden. Hinzu kommen 45 Stunden zur Prüfungsvorbereitung. Gesamtbelastung: 300 Stunden.ECTS Leistungspunkte:1010

Modul OC II: ReaktionsmechanismenLernziele:Aufbauend auf den im Modul OC I erworbenen Grundkenntnissen wird ein tiefergehendesVerständnis der Mechanismen chemischer Reaktionen und eine Zusammenschau stoffchemischer Einzelfakten vermittelt. Im Praktikum lernt der Studierende weitere wichtige Arbeitstechniken und Reaktionen kennen.Lehrformen und Zeiten:Das Modul OC II besteht aus folgenden Lehrveranstaltungen:Vorlesung Organische Reaktionen und ihre MechanismenÜbungen zu Organische Reaktionen und ihre MechanismenGrundpraktikum der Organischen Chemie, Teil 2SWS4111Fachsemester333Dozenten der Organischen ChemieLerninhalte:Die Vorlesung beschäftigt sich eingehend mit folgenden Mechanismen und Reaktionstypen:Radikalreaktionen: Struktur, Reaktivität, Substitution, Addition, Polymerisation.Nukleophile Substitutionen; Eliminierungen; Additionen: Struktur und Reaktivität, Mechanismen, Stereochemie, Nukleophilie u. Basizität, Lösungsmitteleinflüsse.Aromaten: elektrophile u. nukleophile Substitution, Substituenteneinflüsse, orthoMetallierung, Kreuzkupplungen.Oxidationen u. Dehydrierungen: Oxidationszustände, Oxidationsmittel.Carbonylreaktionen:

9. Modul OC IV (Organische Stoffklassen und Synthesen) 13 10. Modul PC I (Allgemeine Chemie) 14 11. Modul PC II (Physikalische Chemie II) 15 12. Modul PC III (Physikalische Chemie III) 16 13. Modul PC IV (Physikalische Chemie IV) 17 14. Modul MC (Makromolekulare Chemie) 18 15. Modul BC (Biochemie und Zellbiologie) 19 16. Modul Physik 20 17.

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