Modulhandbuch zum Masterstudiengang Chemie der Universität Hamburg Stand: 09.02.2016 Die nachfolgenden, detaillierten Modulbeschreibungen sind wie folgt strukturiert: Modultitel Titel des Moduls Modulnummer/-kürzel [Modulkürzel] Verwendbarkeit Zusammenhang mit anderen Modulen des Studiengangs sowie Verwendbarkeit für andere Studiengänge Voraussetzungen für die Teilnahme Voraussetzungen für die Teilnahme an dem Modul in den Unterkategorien a) Verbindliche Voraussetzungen (andere Module, die vor Modul-Beginn erfolgreich absolviert sein müssen, d.h., deren Prüfung bestanden wurde) und b) dringend empfohlene Voraussetzungen (vorausgesetzte Inhalte, die vor einer Teilnahme jedoch nicht nachgewiesen werden müssen). Empfohlen wird regelhaft, alle Module der Vorsemester erfolgreich abgeschlossen zu haben. Modulverantwortliche(r) Sprache Sprache (Deutsch oder Englisch), in der alle bzw. einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls durchgeführt werden. Angestrebte In dem Modul zu vermittelnde Kompetenzen und Qualifikationen. Lernergebnisse Inhalt In dem Modul zu vermittelnde Kompetenzen und Qualifikationen. Lehrveranstaltungen In dem Modul enthaltene, einzelne Lehrveranstaltungen, und Lehrformen zugehörige Lehrformen/Veranstaltungsarten (z.B. V: Vorlesung, Ü: Übungen, P: Praktikum, S: Seminar) und Umfang in Semesterwochenstunden (SWS). Arbeitsaufwand in Leistungspunkten für enthaltene Lehrveranstaltungen und das Modul insgesamt. Arbeitsaufwand Arbeitsaufwand in Leistungspunkten für LP P(Std) S(Std) PV(Std) (Teilleistungen und insgesamt) die Einzelveranstaltungen. Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Voraussetzung zur Anmeldung zur Modulprüfung: Art der Prüfung/Modulprüfung (ggf. Teilprüfungen): der Studien- und Abweichungen werden zum Beginn der Veranstaltungen bekannt gegeben. Gesamtaufwand Prüfungsleistungen Dauer Angebotsturnus Häufigkeit des Angebots 1 oder 2 Semester Pflichtmodule: Modultitel Anorganische Chemie Modulnummer/-kürzel CHE 101 Verwendbarkeit Pflichtmodul MSc Chemie Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Besitz von Kenntnissen und Kompetenzen auf dem Gebiet der Anorganischen Chemie. Inhalt Organometallchemie, Koordinationschemie, Festkörperchemie, Überblick und vertiefte Einsicht in die Komplexchemie von Haupt- und Nebengruppen. Elektronenbuchhaltung, Wadesche Regel, wichtige Reaktionstypen, ausgesuchte Katalysezyklen Lehrveranstaltungen a) Molekülchemie und Festkörperchemie (V) 3 SWS und Lehrformen b) Reaktionsmechanismen, Strukturchemie (Ü) 1 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und a) Molekülchemie und Festkörperchemie (V) LP 4,5 P (Std) 42 insgesamt) b) Reaktionsmechanismen, Strukturchemie (Ü) 1,5 14 31 Gesamtaufwand 6 56 87 Voraussetzungen für Voraussetzungen zur Anmeldung zur Modulprüfung: Keine. Teilnahme an und Art der Studien- und Art der Modulprüfung: Klausur S (Std) 56 PV (Std) 37 37 Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Organische Chemie für Fortgeschrittene Modulnummer/-kürzel CHE 102 Verwendbarkeit Pflichtmodul MSc Chemie Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Besitz von Kenntnissen und Kompetenzen auf dem Gebiet der Organischen Lernergebnisse Chemie. Inhalt Reaktionsmechanismen bei stereoselektiven Synthesen, Aromaten- und Heterocyclenchemie, Computerchemie. Übungen: Reaktionsmechanismen, Identifikationsmethoden Lehrveranstaltungen a) Organische Chemie für Fortgeschrittene (V) 3 SWS und Lehrformen b) Übungen zu Organische Chemie für Fortgeschrittene (Ü) 1 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) a) Org. Chemie für Fortgeschrittene (V) LP 4,5 P (Std) 42 S (Std) 56 b) Übungen zu Organische Chemie für 1,5 14 31 6 56 87 PV (Std) 37 Fortgeschrittene (Ü) Gesamtaufwand Voraussetzungen für Voraussetzungen zur Anmeldung zur Modulprüfung: Keine. 37 Teilnahme an und Art der Studien- und Art der Modulprüfung: Klausur Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Physikalische Chemie Modulnummer/-kürzel CHE 103 Verwendbarkeit MSc Chemie: Pflichtmodul 1. Semester MSc Nanowissenschaften: Pflichtmodul 1. Semester Bei Zulassung zum Sommersemester: Jeweils Pflichtmodul 2. Fachsemester Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: keine Empfohlen: keine Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. H. Weller Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Besitz von Kenntnissen und Kompetenzen auf dem Gebiet der Physikalischen Lernergebnisse Chemie Inhalt Grundlagen der Quantenmechanik und der statistischen Thermodynamik, statische und dynamische Spektroskopie, elektrische und magnetische Eigenschaften der Materie, Physikochemische Eigenschaften von Makromolekülen, der feste Zustand, molekulare Dynamik, Struktur der Materie, Strukturbestimmung mittels Elektronenmikroskopie, Rastersondenmikroskopie und Streuverfahren. Lehrveranstaltungen a) Physikalische Chemie für Fortgeschrittene (V) 3 SWS und Lehrformen b) Übung zu Physikalische Chemie für Fortgeschrittene (Ü) 1 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und a) Physikalische Chemie für insgesamt) LP P(Std) S(Std) PV(Std) Fortgeschrittene 4,5 42 56 37 b) Übung zu Physikalische Chemie für Fortgeschrittene 1,5 14 31 Gesamtaufwand 6 56 87 Voraussetzungen für Voraussetzungen zur Anmeldung zur Modulprüfung: Keine. Teilnahme an und Art der Studien- und Art der Modulprüfung: Klausur 37 Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Spektroskopie Modulnummer/-kürzel CHE 104 Verwendbarkeit Pflichtmodul MSc Chemie Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Besitz von Kenntnissen und Kompetenzen auf dem Gebiet der Spektroskopie. Lernergebnisse Vertiefende Kenntnisse in einem der Bereiche AC, OC oder Messtechnik. Inhalt Grundlagen der NMR Spektroskopie, grundlegende physikalische Gleichungen, 1H und 13C-NMR Spektroskopie, das Pulsexperiment, die chemische Verschiebung, Kopplungskonstanten, Karplusbeziehung, Abhängigkeit der Kopplungskonstanten und der chemischen Verschiebung von der chemischen Struktur, dynamische NMR Spektroskopie, Spektren höherer Ordnung, Inkrementberechnungen der chemischen Verschiebung, T1 und T2 Relaxation, homo- und heteronukleare 2D Spektroskopie, Grundlagen der NOE Spektroskopie, NMR Spektroskopie von Biomolekülen: Kohlenhydraten, Nukleotide und Peptide. Grundbegriffe der Massenspektrometrie, Aufbau von Spektrometern, Darstellung von Profil- und Centroidspektren, das Molekülion und seine Isotopensignale, theoretische Grundlagen der MS, Quasi-Gleichgewichtstheorie, Ionisationsverfahren; Zeitskalen angeregter Ionen, Fragmentionen, mehrfach geladene Ionen, Grundsätze der Spektrenauswertung: odd- und even-electron-Teilchen, Stickstoffregel, Interpretation von EI-Spektren, Interpretation von FAB-, MALDI- und ESI-Spektren, Sekundärfragmentierung. Lehrveranstaltungen und Lehrformen Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) Voraussetzungen für Teilnahme an und Art a) Spektroskopie (V) b) Spektroskopie-Vertiefung (V) 2 SWS 1 SWS c) Übungen zur Spektroskopie (Ü) 1 SWS a) Spektroskopie (V) LP 3 P(Std) 28 S(Std) 38 PV(Std) 24 b) Spektroskopie-Vertiefung (V) c) Übungen zur Spektr. (Ü) 1,5 1,5 14 14 19 31 12 Gesamtaufwand 6 56 88 36 Voraussetzungen zur Anmeldung zur Modulprüfung: Keine. Art der Modulprüfung: Klausur der Studien- und Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Praktikum Modulnummer/-kürzel CHE 105 Verwendbarkeit Pflichtmodul MSc Chemie Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Befähigung zur Durchführung moderner und anspruchsvoller Synthesemethoden oder Besitz der Kenntnisse moderner Techniken und Verfahren. Das Modul verbindet die Vermittlung von Schlüsselqualifikationen (insbesondere Methodenkompetenz, Arbeitsplanung, Sozialkompetenz/Teamarbeit, Erstellung von Protokollen unter der Verwendung chemie-spezifischer Software, Übung eines wissenschaftlichen Vortrags, Literaturrecherche) mit chemischen Inhalten. Inhalt Das Praktikumsmodul wird abhängig von den Vorkenntnissen im Rahmen der Studienberatung vereinbart. Mögliche Inhalte sind: Synthesepraktikum AC/OC, PC-Praktikum, Wahlpflichtpraktikum in BC, TC oder MC sowie Fortgeschrittenenpraktikum. Lehrveranstaltungen Praktikum mit Seminar (P + S) 6 SWS und Lehrformen Arbeitsaufwand (Teilleistungen und Praktikum (P) LP 6 P(Std) 140 S(Std) 20 PV(Std) 20 insgesamt) Gesamtaufwand 6 140 20 20 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Modulabschlussprüfung: Kolloquium oder benoteter Praktikumsbericht der Studien- und Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Winter- und Sommersemester Wahlpflichtmodule MSc Chemie: Modultitel Biochemie – Vorlesungsmodul Modulnummer/-kürzel CHE 21 A Verwendbarkeit BSc Chemie: Wahlmodul MSc Chemie: Wahlpflichtmodul BSc Biologie: Wahlmodul BSc Nanowissenschaften: Pflichtmodul, Empfehlung 4. Semester BSc Computing in Science, Schwerpunktfach Biochemie: Pflichtmodul, Empfehlung 4. Semester Bachelor-Teilstudiengang Biologie mit Chemie als weiteres Unterrichtsfach (LAGym): Pflichtmodul, Empfehlung 4. Semester Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: Einführende Veranstaltung in die Biochemie Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. U. Hahn Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Beherrschung wichtiger zellulärer Prozesse der Biochemie sowie Kenntnisse Lernergebnisse analytischer und molekularbiologischer Methoden der Biochemie und Befähigung zur Lösung praktischer Problemstellungen der Biochemie und Molekularbiologie. Inhalt In der Vorlesung Biochemie werden Aufbau, Struktur und katalytische Mechanismen von Proteinen dargestellt. Ausgewählte Proteine (Hämoglobin, Membranpumpen und Kanäle) werden bezüglich ihrer Struktur und Funktion detailliert behandelt. Die zelluläre Koordination wird an Beispielen wie Proteintargeting und -Abbau, Glykosylierung, Signaltransduktion und die molekulare Physiologie an Beispielen wie Muskelaufbau, Immunsystem und Sensorische Systeme (Gehör, Geruch, Geschmack) dargestellt. Außerdem werden Aufbau und Struktur von Nukleinsäuren, Replikation, Transkription und Translation, Rekombinante DNA-Technologien und Regulation der Genexpression behandelt. In der Vorlesung Biochemische Analytik werden moderne Methoden zur Proteinreinigung und Analytik, rekombinante DNATechnologien und Expressionsysteme vorgestellt. Lehrveranstaltungen a) Biochemie/Molekularbiologie (V) 2 SWS und Lehrformen b) Biochemische Analytik (S) 2 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und a) Biochemie/Molekularbiologie LP 3 P(Std) 28 S(Std) 42 PV(Std) 20 insgesamt) b) Biochemische Analytik 3 28 42 20 Gesamtaufwand 6 56 84 40 Voraussetzungen für Voraussetzungen zur Modulprüfung: Keine. Teilnahme an und Art der Studien- und Art der Modulprüfung: Klausur. Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Biochemie – Praktikumsmodul Modulnummer/-kürzel CHE 21 B Verwendbarkeit BSc Chemie: Wahlmodul MSc Chemie: Wahlpflichtmodul BSc Biologie: Wahlmodul BSc Computing in Science, Schwerpunktfach Biochemie: Pflichtmodul, Empfehlung 5. Semester Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: Einführende Veranstaltung in die Biochemie Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. U. Hahn Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Die Studierenden beherrschen die Methoden zur Analyse und Reinigung von Lernergebnisse Proteinen sowie moderne Methoden der Molekularbiologie. Inhalt Im Praktikum werden moderne Methoden der Proteinreinigung und Analytik (SDS-PAGE, Western-Blot, ELISA) sowie der Molekularbiologie (PCR, SouthernBlot, Klonierung, Mutagenese) praktisch angewendet Lehrveranstaltungen und Lehrformen Biochemisches Praktikum (P+S). Das Praktikum wird während der Vorlesungszeit oder als Block in 5 SWS der vorlesungsfreien Zeit angeboten. Es kann im Sommer- oder Wintersemester durchgeführt werden. Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) LP P(Std) S(Std) PV(Std) Biochemisches Praktikum 6 108 34 38 Gesamtaufwand 6 108 34 38 Voraussetzungen für Voraussetzungen zur Modulprüfung: Praktikumsabschluss (Testate auf vier Teilnahme an und Art Protokolle und zwei mündliche Zwischenprüfungen). der Studien- und Prüfungsleistungen Art der Modulprüfung: Mündliche Prüfung. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Winter- und Sommersemester Modultitel Makromolekulare Chemie Modulnummer/-kürzel CHE 22 A Verwendbarkeit BSc Chemie: Wahlpflichtmodul Master-Teilstudiengang Chemotechnik (LAB): Pflichtmodul, Empfehlung 2. Semester Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Modul CHE 07 (TMC) Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. G. Luinstra Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Erwerb weiterführender Kenntnisse zum Verständnis der Makromolekularen Lernergebnisse Chemie sowie Befähigung zur Lösung praktischer Problemstellungen der Makromolekularen Chemie. Inhalt Es werden die Grundlagen der Makromolekularen Chemie vermittelt, mit Schwerpunkt auf der Synthese von Polymeren (Kunststoffen), die im Alltag Verwendung finden (Folien, Fasern, Lacke, Klebstoffe). Damit verbunden werden die grundlegenden Strukturprinzipien von Polymermaterialien und die daraus resultierenden Eigenschaften vermittelt. Lehrveranstaltungen a) Makromolekulare Chemie (V) 3 SWS und Lehrformen b) Übungen zur Makromolekularen Chemie (Ü) 1 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) a) Makromolekulare Chemie LP 4,5 P(Std) 42 S(Std) 63 PV(Std) 30 b) Übungen zur Makromole. Chemie 1,5 14 21 10 Gesamtaufwand 6 56 84 40 Voraussetzungen für Voraussetzungen zur Modulprüfung: Keine. Teilnahme an und Art der Studien- und Art der Modulteilprüfung: Klausur. Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Makromolekulare Chemie – Praktikumsmodul Modulnummer/-kürzel CHE 22 B Verwendbarkeit BSc Chemie: Wahlpflichtmodul MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Bachelor-Teilstudiengang Chemotechnik (LAB): Pflichtmodul, Empfehlung 5. Semester Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Modul 22 A Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Weiterführende Kenntnisse zum Verständnis der Makromolekularen Chemie sowie Befähigung zur Lösung praktischer Problemstellungen der Makromolekularen Chemie. Das Modul verbindet die Vermittlung von Schlüsselqualifikationen (insbesondere Methodenkompetenz, gesellschaftliche Relevanz der Makromolekularen Chemie, Arbeitsplanung, Sozialkompetenz/Teamarbeit, Erstellung von Protokollen unter der Verwendung chemie-spezifischer Software, Literaturrecherche) mit chemischen Inhalten. Inhalt Moderne Methoden zur Charakterisierung von Polymeren werden besprochen und an ausgewählten Beispielen demonstriert. Im Praktikum werden Polymere hergestellt, aufgearbeitet und charakterisiert. Lehrveranstaltungen und Lehrformen Makromolekular-chemisches Praktikum Arbeitsaufwand 6 SWS LP P(Std) S(Std) PV(Std) (Teilleistungen und insgesamt) Makromolekular-chemisches Praktikum 6 96 50 34 Gesamtaufwand 6 96 50 34 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Voraussetzungen zur Modulprüfung: Praktikumsabschluss (Kolloquien, Testate der Praktikumsprotokolle). der Studien- und Art der Modulprüfung: Mündliche Prüfung. Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Technische Chemie – Vorlesungsmodul Modulnummer/-kürzel CHE 23 A Verwendbarkeit BSc Chemie: Wahlmodul Bachelor-Teilstudiengang Chemotechnik (LAB): Pflichtmodul 6. Semester, Empfehlung 4. Semester Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: Modul CHE 07 Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. H.-U. Moritz Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Erwerb weiterführender Kenntnisse zum Verständnis technisch-chemischer Grundoperationen, des Stoff-, Wärme- und Impulstransports, Dimensionsanalyse sowie der gesellschaftlichen Relevanz der Technischen Chemie. Inhalt Technisch-chemische Grundoperationen zur Stofftrennung und Stoffvereinigung, Hydrodynamik, Dimensionsanalyse und Maßstabsvergrößerung, Vertiefung des Stoff-, Wärme- und Impulstransports, beispielhafte Auslegungen verfahrenstechnischer Apparate, ausgewählte Kombinationen von Trennoperationen mit chemischen Reaktionen. Strömungslehre und Stoff- und Wärmetransport, Auslegung technischer Apparate, Thermische Trennverfahren, Thermodynamische und kinetische Grundlagen, Rektifikation, Absorption, Extraktion, Adsorption, Membrantrennverfahren, Kristallisation, Trocknung, Übergeordnete Prinzipien der thermischen Trennprozesse, Ausgewählte mechanische Grundoperationen, Stofftrennung, Stoffvereinigung, Verarbeiten von Feststoffen, Analyse und Modellierung chemischer Reaktionen, Experimentelle Bestimmung kinetischer Daten und deren Auswertung, Chemische Reaktoren und ihre Auslegung, Anwendung computergestützter Methoden der Simulation, Optimierung und Versuchsplanung. Lehrveranstaltungen a) Technische Chemie (V) 3 SWS und Lehrformen b) Übungen zur Technischen Chemie (Ü) Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) Voraussetzungen für Teilnahme an und Art 1 SWS LP P(Std) S(Std) PV(Std) a) Technische Chemie b) Übungen zur Technischen Chemie 3 3 28 28 42 42 20 20 Gesamtaufwand 6 56 84 40 Voraussetzungen zur Modulprüfung: Keine. Art der Modulteilprüfung: Klausur. der Studien- und Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Technische Chemie – Praktikumsmodul Modulnummer/-kürzel CHE 23 B Verwendbarkeit BSc Chemie: Wahlpflichtmodul Bachelor-Teilstudiengang Chemotechnik (LAB): Pflichtmodul, Empfehlung 5. Semester Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Modul CHE 07 und 23 A Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. H.-U. Moritz, Dr. W. Pauer Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Befähigung zur Lösung praktischer Problemstellungen der Technischen Chemie. Erwerb von Schlüsselqualifikationen (insbesondere Methodenkompetenz, Kompetenz in Arbeitsplanung, Sozialkompetenz/Teamarbeit, Befähigung zur Erstellung von Protokollen unter der Verwendung chemie-spezifischer Software, Beherrschung der Literaturrecherche) in Verbindung mit dem Erwerb von fachlichem Wissen. Inhalt Praktische Durchführung von technisch-chemischen Grundoperationen, experimentelle Charakterisierung chemischer Reaktoren und praktische Lösung reaktionstechnischer Probleme: Grundoperationen, Wärme- und Stofftransport, dimensionslose Kennzahlen, Strömung in Rohren, Technische Reaktionsführung, ideale und reale Reaktoren, Anwendung der Reaktorkonzepte Lehrveranstaltungen Technisch-chemisches Praktikum (P). und Lehrformen Das Praktikum wird während der Vorlesungszeit oder als Block in der vorlesungsfreien Zeit angeboten. Es kann im Sommer- oder 6 SWS Wintersemester durchgeführt werden. Arbeitsaufwand LP P(Std) S(Std) PV(Std) (Teilleistungen und Technisch-chemisches Praktikum 6 96 50 34 insgesamt) Gesamtaufwand 6 96 50 34 Voraussetzungen für Voraussetzungen zur Modulprüfung: Praktikumsabschluss (Kolloquien, Teilnahme an und Art der Studien- und Testate der Praktikumsprotokolle). Art der Modulprüfung: Mündliche Prüfung. Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Winter- und Sommersemester Modultitel Nanochemie Modulnummer/-kürzel CHE 111 C Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: Einführende Veranstaltungen der Physikalischen Chemie Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Besitz von Kenntnissen und Kompetenzen auf den Gebieten der Nanochemie Lernergebnisse und zugehöriger Methoden sowie Befähigung zur Anwendung in der Forschung. Besitz der Fähigkeiten zur eigenständigen Arbeits- und Forschungsplanung innerhalb eines Forschungsprojektes in Kooperation mit einem Team, Selbständige Informationsermittlung (Literaturrecherche), Erstellung von qualifizierten wissenschaftlichen Protokollen Inhalt Synthese biokompatibler Nanopartikel, Konzepte der biologischen Markierung und der molekularen Bildgebung, moderne Methoden der Fluoreszenzspektroskopie in der Nanobiochemie, kernmagnetische Resonanztomographie, Synthesekonzepte für nanopartikuläre Kontrastmittel, Grundlagen spezifischer Wirkstoffanreicherung Lehrveranstaltungen a) Nanochemie (V) 2 SWS und Lehrformen b) Praktikum Nanochemie (P) 6 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und LP 3 P(Std) 28 S(Std) 42 a) Nanochemie (V) insgesamt) PV(Std) 20 b) Praktikum Nanochemie (P) 6 140 20 20 Gesamtaufwand 9 168 62 40 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Voraussetzungen zur Modulprüfung: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen sowie Anfertigung von Versuchsprotokollen, aktive der Studien- und Teilnahme am Begleitseminar. Prüfungsleistungen Art der Modulprüfung: Praktikumsbericht Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Regenerative Energieumwandlung Modulnummer/-kürzel CHE 112 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Einführende Veranstaltungen der Anorganischen und Physikalischen Chemie Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Erwerb von Kenntnissen und Kompetenzen aus den Gebieten der Energieumwandlung und Energiespeicherung und zugehöriger Materialien und Methoden sowie ihre Anwendung in der Forschung. Erwerb der Fähigkeiten zur eigenständigen Arbeits- und Forschungsplanung innerhalb eines Forschungsprojektes in Kooperation mit einem Team, Selbständige Informationsermittlung (Literaturrecherche), Erstellung von qualifizierten wissenschaftlichen Protokollen. Inhalt Festkörperphysikalische und elektrochemische Grundlagen der Photovoltaik und Wasserstofftechnologie sowie moderne Materialien zur Energiewandlung und –speicherung. Bändermodell der Halbleiter, Dotierung, p-n Übergang, Ladungstrennung , Transportprozesse, Elektrodenkinetik, Wirkungsgrad, Solarstrahlung, Materialien für Solarzellen der ersten, zweiten und dritten Generation, Wasserelektrolyse, Brennstoffzellen. Lehrveranstaltungen a) Regenerative Energieumwandlung (V ) 2 SWS und Lehrformen b) Forschungspraktikum (P) 6 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) a) Regenerative Energieumwandlung (V ) LP 3 P(Std) 28 S(Std) 42 PV(Std) 20 b) Forschungspraktikum (P) 6 140 20 20 Gesamtaufwand 9 168 62 40 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Voraussetzungen zur Modulprüfung: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen. der Studien- und Prüfung ist die schriftliche Ausarbeitung der praktischen Arbeit Prüfungsleistungen unter Berücksichtigung der im Modul vermittelten theoretischen Inhalte (Projektabschluss). Die Arbeit kann in deutscher oder englischer Sprache verfasst werden. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Energie Modulnummer/-kürzel CHE 114 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: Einführende Veranstaltungen der Anorganischen und Physikalischen Chemie Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Besitz von Kenntnissen und Kompetenzen aus den Gebieten der Energieumwandlung und Energiespeicherung und zugehöriger Methoden sowie ihre Anwendung in der Forschung. Besitz der Fähigkeiten zur eigenständigen Arbeits- und Forschungsplanung innerhalb eines Forschungsprojektes in Kooperation mit einem Team, Selbständige Informationsermittlung (Literaturrecherche), Erstellung von qualifizierten wissenschaftlichen Protokollen. Inhalt • Moderne Materialien zur Energiespeicherung/-umwandlung • Strukturchemische und physikalische Aspekte der Gas- bzw. Stromspeicherung in porösen Feststoffen • Grundlagen zur Wasserstoff-, Brennstoffzellen- und Lithiumionenbatterie-Technologie Lehrveranstaltungen a) Brennstoffzellen, Batterien und Gasspeicher: Neue Materialien und Lehrformen für die Energieerzeugung und -speicherung (V) b) F-Praktikum Energie (P) Arbeitsaufwand LP P(Std) S(Std) PV(Std) 3 28 42 20 (Teilleistungen und insgesamt) a) Brennstoffzellen, Batterien und Gasspeicher: Neue Materialien für die 2 SWS 6 SWS Energieerzeugung und -speicherung (V) b) F-Praktikum Energie (P) 6 140 20 20 Gesamtaufwand 9 168 62 40 Voraussetzungen für Voraussetzungen zur Modulprüfung: Erfolgreiche Durchführung von Teilnahme an und Art der Studien- und Praktikumsversuchen. Prüfung ist die schriftliche Ausarbeitung der praktischen Arbeit unter Prüfungsleistungen Berücksichtigung der im Modul vermittelten theoretischen Inhalte (Projektabschluss). Die Arbeit kann in deutscher oder englischer Sprache verfasst werden. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Modulnummer/-kürzel Verwendbarkeit Voraussetzungen für die Teilnahme Sprache Angestrebte Lernergebnisse Analytische Chemie für Fortgeschrittene CHE 115 A MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Verbindlich: Keine Empfohlen: Keine Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Erwerb von Kenntnissen und Kompetenzen auf dem Gebiet der analytischchemischen Methoden zur Bestimmung der Elemente und ihrer Verbindungen in verschiedenen Bereichen mit besonderer Betonung analytischer Strategien und spezieller instrumentellen Methoden. Anhand ausgewählter Beispiele aus den Lebens-, Material-, und Umweltwissenschaften werden die Auswahl und Optimierung geeigneter Beprobungs-, Probenvorbereitungs- und Analysenmethoden illustriert. Es sollen die Konzentrations- und ortsaufgelöste Analyse behandelt und die Kenntnisse an modernen Geräten in einem Praktikum in der Arbeitsgruppe Analytische Chemie vermittelt werden. In einer Übersicht der radiochemischen Analysenmethoden werden die Eigenschaften und Messung von radioaktiver Strahlung, die Prinzipien der Aktivierungs- und der Tracermethoden und der protoninduzierten Röntgenspektrometrie behandelt und die Messmethoden im Isotopenlabor demonstriert. a) Analyt. Strategien bei Problemlösungen (V) 1 SWS b) Radiochemische Analysenmethoden (V) 1 SWS c) AC-F-Seminar (S) 1 SWS Inhalt Lehrveranstaltungen und Lehrformen Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) a) Analyt. Strategien bei Problemlösungen b) Radiochemische Analysenmethoden c) AC-F-Seminar Gesamtaufwand LP 1,5 1,5 1 4 P(Std) 14 14 14 42 S(Std) 21 10 31 PV(Std) 10 10 16 36 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art der Studien- und Prüfungsleistungen Dauer Häufigkeit des Angebots Die Prüfungsart besteht aus einer Teilprüfung und der Bewertung des Vortrags. Der Termin der Prüfung wird zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch, in der Regel Deutsch. Modultitel Komplex- und Molekülchemie Modulnummer/-kürzel CHE 116 1 Semester Jährlich im Sommersemester Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Besitz von Kenntnissen und Kompetenzen auf dem Gebiet der Lernergebnisse Komplexchemie, mit besonderer Betonung deren elektronischen Struktur und spektroskopischen Eigenschaften, und der Organometallchemie mit Bezug auf Synthese und Eigenschaften. Inhalt Es sollen Themen der aktuellen anorganischen Molekülchemie behandelt werden und die Kenntnisse in einem Praktikum in einer der Arbeitsgruppen vermittelt werden. Themenkomplex I: Gruppen-/MO-Theorie zur Beschreibung der elektronischen Struktur von Übergangsmetallkomplexen mit ausgewählten Beispielen: oktaedrische und q.pl. Komplexe un-/gewinkelte Metallocene; abgeleitete Eigenschaften; Elektro-, Magneto- Photochemie und Spektroskopie; Stabilität und Isomerisierungsprozesse; Reaktivität (Elektronentransfer, Substitutionsreaktionen, etc.) Themenkomplex II: Synthesen mit Organometall(OM)-Komplexen (z. B.: Komplex-Katalyse, nucleophile Additionen) und von OM-Komplexen mit materialwissenschaftlichen Aspekten (nichtlinear optische, magnetische Eigenschaften, Einsatz von OM-Komplexen in der chemischen Gasphasenabscheidung (OMCVD), Supramolekulare Chemie und OMDendrimere. Lehrveranstaltungen und Lehrformen a) Elektronische Struktur und Eigenschaften (V) b) Synthese und chemische Reaktivität (V) 2 SWS 2 SWS c) AC-F-Seminar (S) 1 SWS d) F-Praktikum Molekülchemie (p) Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) a) Elektronische Struktur und Eigenschaften b) Synthese und chemische Reaktivität 5 SWS LP P(Std) S(Std) PV(Std) 1,5 1,5 14 14 21 10 10 10 c) AC-F-Seminar 1 14 d) F-Praktikum Molekülchemie 5 115 15 20 16 Gesamtaufwand 9 157 46 46 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen. Die Prüfungsart gemäß § 13 Absatz 4 wird zu Beginn des Semesters festgelegt; der Studien- und sie kann aus mehreren Teilprüfungen bestehen. Art, Umfang und Termine der Prüfungsleistungen (Teil)-Prüfungen werden zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch, in der Regel Deutsch. Dauer 1–2 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Technische Makromolekulare Chemie Modulnummer/-kürzel CHE 117 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: Einführende Veranstaltungen der Technischen Chemie Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Besitz der Fähigkeit zur grundlegenden, systematischen Auslegung technischchemischer Prozesse; vertiefte Kenntnisse zum Verständnis der Katalyse, der Polyreaktionen, der Transportprozesse, der Maßstabsübertragung und der chemischen Sicherheitstechnik. Vorbereitung auf exemplarische Anwendungen. Das Modul verbindet die Vermittlung von Schlüsselqualifikationen (insbesondere Kompetenz zur Lösung technischchemischer Probleme, Methodenkompetenz, Arbeitsplanung, Sozialkompetenz/Teamarbeit, Erstellung von Protokollen unter der Verwendung chemie-spezifischer Software, Literaturrecherche, gesellschaftliche Relevanz der Technischen Chemie) mit chemischen Inhalten. Selbstständige Durchführung eines Forschungsprojektes (auch als Teilprojekt eines Forschungsvorhabens) mit Technisch chemischen und physikalischen Aufgaben. Beurteilungskompetenz hinsichtlich der Resultate in Relation zum Stand der Technik. Professionelle Berichterstattung (in Schriftform/präsentieren als Managementauszug). Inhalt Chemische Reaktionstechnik: Simultan-Reaktionen, stationäre und nichtstationäre nicht-isotherme Reaktoren, Modellierung realer Reaktoren, Reaktoren für die heterogene Katalyse, Diffusion und Reaktion bei der heterogenen Katalyse und in Mikroreaktoren, spezifische Problemlösungen für die Durchführung von Bioreaktionen und Polymerisationsreaktionen, Membranreaktoren und -trennprozesse, Optimierung chemischer Prozesse hinsichtlich Selektivität und Raum-Zeit-Ausbeute, Simulation dynamischer Prozesse und Prozessoptimierung, Auslegung ausgewählter thermischer Trennprozesse, insbesondere in der Kombination mit chemischen Reaktionen, Probleme der Maßstabsvergrößerung und der chemischen Sicherheitstechnik Lehrveranstaltungen a) Techn. Chemie für Fortgeschrittene (V/Ü) 2 SWS und Lehrformen b) Polymerisationstechnik (V) 2 SWS c) F-Praktikum Techn. Chemie (P) 6 SWS Arbeitsaufwand LP P(Std) S(Std) PV(Std) (Teilleistungen und a) Techn. Chemie für Fortgeschrittene 3 28 42 20 insgesamt) b) Polymerisationstechnik c) F-Praktikum Techn. Chemie 3 6 28 140 42 20 20 20 Gesamtaufwand 12 196 104 60 Voraussetzungen für Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen. Teilnahme an und Art der Studien- und Die Prüfungsart gemäß § 13 Absatz 4 wird zu Beginn des Semesters festgelegt; sie kann aus mehreren Teilprüfungen bestehen. Art, Umfang und Termine der Prüfungsleistungen (Teil)-Prüfungen werden zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch, in der Regel Deutsch. Dauer 1–2 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Synthetische und werkstoffliche Polymerchemie Modulnummer/-kürzel CHE 118 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: CHE 21B, CHE 22B Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Besitz des weiterführenden Verständnisses von Makromolekülen, Lernergebnisse insbesondere von Synthesemethoden üblicher Polymere in Form von Werkstoffen und funktionellen Polymeren, Überblick über typische physikalische Messmethoden/-verfahren zu Eigenschaftsbestimmung von Polymeren in Lösung, in der Schmelze und als Werkstoffe/Schäume, Kenntnis von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen, Verarbeitungsmethoden und Abbau. Selbstständige Durchführung eines Forschungsprojektes (auch als Teilprojekt eines Forschungsvorhabens) mit chemischen und physikalischen Aufgaben. Beurteilungskompetenz hinsichtlich der Resultate in Relation zum Stand der Technik (siehe Modul 8a). Professionelle Berichterstattung (in Schriftform/präsentieren als Managementauszug). Inhalt Synthesemethodiken von üblichen Makromolekülen und deren Monomeren, Kinetik, Katalyse, Bestimmung der Mikrostruktur, morphologische, thermische, rheologische und mechanische Eigenschaften von Polymeren, Kunststoffverarbeitung und Verwendung. Aktuelle Themen der Werkstoffentwicklung. Synthese von polymeren Werkstoffen, Verarbeitung mittels Extrusion, Charakterisierung mittels Chromatographie, NMR/IR Spektroskopie, Bestimmung von Materialeigenschaften – thermische, mechanische und/oder rheologische Kennzahlen. Lehrveranstaltungen a) Aktuelle Polymersynthese (V) 2 SWS und Lehrformen b) Physik der Polymere (V) c) F-Praktikum Makromol. Chemie (P) 2 SWS 6 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) LP P(Std) S(Std) PV(Std) a) Aktuelle Polymersynthese b) Physik der Polymere 3 3 28 28 42 42 20 20 c) F-Praktikum Makromol. Chemie 6 140 20 20 Gesamtaufwand 12 196 104 60 Voraussetzungen für Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen. Teilnahme an und Art der Studien- und Die Prüfungsart gemäß § 13 Absatz 4 wird zu Beginn des Semesters festgelegt; sie kann aus mehreren Teilprüfungen bestehen. Art, Umfang und Termine der Prüfungsleistungen (Teil)-Prüfungen werden zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch, in der Regel Deutsch. Dauer 1–2 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Bioorganisch-analytische Methoden Modulnummer/-kürzel CHE 119 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Spektroskopie (Modul CHE 104) Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Besitz von fortgeschrittenen Kenntnissen zur Theorie und Praxis der wichtigsten bioorganisch-analytischen Methoden. Inhalt Circulardichroismus, Oberflächenplasmonenresonanz, HPLC, GPC, GC, MS, und NMR. Moderne analytische Verfahren wie sie in der Organi¬schen Chemie und der Biochemie benutzt werden, um die Strukturen von komplexen Molekülen und deren Wechselwirkungen mit Proteinen und DNA/ RNA aufzuklären, werden behandelt. CD: Theorie, Oktantenregel, Cotton Effekt; SPR: Effekt, Sensitivität, KD Wert Bestimmung; HPLC, GC: Grundlagen der Chromatographie, van Deemter. GPC: Trennung Einsatz Leistungsgrenzen. MS: moderne Ionisierungsverfahren, Massentrennprinzipien, MS-MS: Sequenzierung von Peptiden und Proteinen, ICR, Ionenfallen. NMR: Produkt¬operator¬formalismus, 2D- und 3D-NMR Verfahren, Relaxations¬phänomene, Sättigungs¬phänomene. NOE Spektroskopie, Relaxationsmatrix. Gradienten¬spektroskopie. Bindungsvorgänge an Rezeptorproteine, Aspekte der Aufklärung der Struktur, Stereochemie und 3D Struktur niedermolekularer Naturstoffe sowie von Biomakromolekülen. Lehrveranstaltungen a) Bioorganisch-analytische Methoden (V) 2,5 SWS und Lehrformen b) Seminar zu modernen analyt. Verfahren (S) c) Strukturaufkl. komplexer Moleküle (Ü) 1 SWS 0,5 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) LP P(Std) S(Std) PV(Std) a) Bioorganisch-analytische Methoden b) Seminar zu modernen analyt. Verfahren 4 1,5 37 14 56 21 27 10 c) Strukturaufkl. komplexer Moleküle 0,5 5 7 3 Gesamtaufwand 6 56 84 40 Voraussetzungen für Die Prüfungsart gemäß § 13 Absatz 4 wird zu Beginn des Semesters festgelegt; Teilnahme an und Art der Studien- und sie kann aus mehreren Teilprüfungen bestehen. Art, Umfang und Termine der (Teil)-Prüfungen werden zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungsleistungen Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch, in der Regel Deutsch. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Naturstoffchemie Modulnummer/-kürzel CHE 120 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Besitz von Kenntnissen zu Synthesen, Strukturen, Funktion und Lernergebnisse Anwendungen von Naturstoffen. Inhalt Es werden die wichtigsten Naturstoffgruppen unter Berücksichtigung der Biosynthese und der chemischen Synthese der entsprechenden Substanzen behandelt. Außerdem werden moderne Methoden zur Isolation und zur Strukturaufklärung vorgestellt. Weiter werden die Grundlagen der Medizinischen Chemie sowie Verfahren zur Identifikation von Leitstrukturen vermittelt. Darüber hinaus werden Methoden zur Synthese von Substanzbibliotheken besprochen. Im Praktikum werden aktuelle Fragestellungen im Zusammenhang mit Wirkstoffdesign und Naturstoffen bearbeitet. Lehrveranstaltungen a) Naturstoffchemie (V) 2 SWS und Lehrformen b) Medizinische Chemie (V) c) Mod. Entw. der Naturstoffchemie (S) 1 SWS 1 SWS d) F-Praktikum Naturstoffchemie (P) 6 SWS Arbeitsaufwand LP P(Std) S(Std) PV(Std) (Teilleistungen und a) Naturstoffchemie (V) 3 28 42 20 insgesamt) b) Medizinische Chemie (V) c) Mod. Entw. der Naturstoffchemie (S) 1,5 1,5 14 14 21 21 10 10 d) F-Praktikum Naturstoffchemie 6 140 20 20 Gesamtaufwand 12 196 104 60 Voraussetzungen für Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen. Teilnahme an und Art der Studien- und Die Prüfungsart gemäß § 13 Absatz 4 wird zu Beginn des Semesters festgelegt; sie kann aus mehreren Teilprüfungen bestehen. Art, Umfang und Termine der Prüfungsleistungen (Teil)-Prüfungen werden zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch, in der Regel Deutsch. Dauer 1–2 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Organische Synthese für Fortgeschrittene Modulnummer/-kürzel CHE 121 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Besitz von Kenntnissen, die das Verständnis organischer Reaktionssequenzen und Totalsynthesen erlauben sowie zur Planung von Synthesen befähigen. Inhalt Es werden moderne, organische Synthesemethoden unter besonderer Berücksichtigung der stereoselektiven Verfahren vermittelt. Dazu wird das Konzept der Retrosynthesen eingeführt und mit Hilfe von Beispielen aus Totalsynthesen komplexer Moleküle erklärt. Ergänzend zu den oftmals in den Forschungslaboratorien genutzten Methoden sollen auch an Beispielen Methoden vorgestellt werden, die sich für die Synthese von organischen Verbindungen im industriellen Maßstab eignen. In praktischen Arbeiten werden die Methoden in forschungsnahen Projekten in zwei Arbeitsgruppen des Instituts angewendet. Lehrveranstaltungen und Lehrformen a) Stereochemie und Retrosynthese (V) b) Industrielle Organische Chemie (V) 1 SWS c) F-Praktikum Synthesechemie (P) 8 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) 2 SWS LP P(Std) S(Std) PV(Std) a) Stereochemie und Retrosynthese (V) b) Industrielle Organische Chemie (V) 3 1,5 28 14 42 21 20 10 c) F-Praktikum Synthesechemie (P) 7,5 175 5 5 Gesamtaufwand 12 217 68 35 Voraussetzungen für Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen. Teilnahme an und Art der Studien- und Die Prüfungsart gemäß § 13 Absatz 4 wird zu Beginn des Semesters festgelegt; sie kann aus mehreren Teilprüfungen bestehen. Art, Umfang und Termine der Prüfungsleistungen (Teil)-Prüfungen werden zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch, in der Regel Deutsch. Dauer 1–2 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Industriepharmazie Modulnummer/-kürzel CHE 123 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodus Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Die Studierenden besitzen einen Überblick über in industriellen Abläufe bei der Herstellung von Arzneimitteln, angefangen bei der Arzneistoffgewinnung (Isolierung, Synthese) und der pharmazeutischen Analytik über die Herstellung bzw. Produktion des Arzneimittels bis hin zur Qualitätskontrolle bzw. Qualitätssicherung und Fragen zur behördlichen Arzneimittelzulassung. Inhalt Die Vorlesung soll einen Überblick über die Möglichkeiten der Arzneistoffgewinnung, der Arzneistoffanalytik und der Arzneimittelherstellung im Großmaßstab einschließlich der Qualitätskontrolle geben. Das Seminar soll praxisbezogene Aspekte einschließlich Fragen der Qualitätssicherung und Arzneimittelzulassung beinhalten und auf das Praktikum vorbereiten. Das 4-wöchige Praktikum beginnt mit rein chemischen und analytischen Aufgaben der Arzneistoffgewinnung und -analyse. Anschließend werden Herstellungsverfahren und Produktionsmethoden erlernt, wobei verschiedene Arzneiformen, wie Granulate, Tabletten, überzogene Pellets und Salben hergestellt werden. Diese Arzneiformen werden dann den Prüfungen der Qualitätskontrolle unterworfen. Dabei werden Herstellungs- und Prüfprotokolle erstellt. Lehrveranstaltungen und Lehrformen a) Industriepharmazie (V) b) Arzneistoffgewinnung/-analytik und Arzneimittelherstellung/- 1 SWS produktion (S) c) Industriepharmazie-Praktikum (P) 1 SWS 3 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) LP P(Std) S(Std) PV(Std) a) Industriepharmazie b) Arzneistoffgewinnung/-analytik und 1,5 14 21 10 Arzneimittelherstellung/-produktion 1,5 14 21 10 c) Industriepharmazie-Praktikum 3 50 30 10 Gesamtaufwand 6 78 72 30 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen. Die Prüfungsart gemäß § 13 Absatz 4 wird zu Beginn des Semesters festgelegt; der Studien- und Prüfungsleistungen sie kann aus mehreren Teilprüfungen bestehen. Art, Umfang und Termine der (Teil)-Prüfungen werden zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch, in der Regel Deutsch. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Chemische Aspekte der Rohstoffumwandlung und Energieversorgung Modulnummer/-kürzel CHE 125 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Besitz von Kenntnissen und Zusammenhängen der Rohstoffströme, Lernergebnisse Energiebilanzen und -wirtschaft. Carbon-Management, hierbei insbesondere C1-Chemie. Prinzipien der industriellen und angewandten Katalyse in der Praxis und Theorie. Inhalt Energiebilanz/-wirtschaft und Rohstoffströme: Energiebilanz/-wirtschaft; Life Cycle Assessment (Ökobilanz: Nachfolge Tol & Industrie); Rohstoffströme (Cracker, & Steamcracker, Metalle) Industrielle und Angewandte Katalyse: Ammoniaksynthese; Polymerisation; C1-Chemie (Vergasung und -verflüssigung); Wertschöpfungsketten von Olefinen (C2-C4) und Aromaten; Oxidation (Epoxide… ); CO2-Verwertung; Zukunftsfragen (Frontiers of Research) Prozesse & Technologie: Cellulose (OC & ); Biorefinery (BFH, Meier, Holzwirtschaft); Biotechnologie (TUHH: R. Müller; HAW: Scherer); CCS (TUHH: Kather) Projektpraktikum a) (Theoretische Modellierung (Versuche)): DFTBerechnungen für Katalysesysteme; Prozessführung Projektpraktikum b) (Experimentelle Untersuchungen): Hochdruck NMR & IRSpektroskopie (Fischer-Tropsch); Polymerisationskatalyse Lehrveranstaltungen a) Energiebilanz/-wirtschaft & Rohstoffströme (V) 1 SWS und Lehrformen b) Industrielle und Angewandte Katalyse (V/S/Ü) c) Prozesse & Technologie (V) 2 SWS 1 SWS d) Projektpraktika (2x3 SWS) Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) 6 SWS LP P(Std) S(Std) PV(Std) Rohstoffströme b) Industrielle und Angewandte Katalyse 1,5 3 14 28 21 42 10 20 c) Prozesse & Technologie 1,5 14 21 10 d) Projektpraktika 6 140 20 20 Gesamtaufwand 12 196 104 60 a) Energiebilanz/-wirtschaft & Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen. Die Prüfungsart gemäß § 13 Absatz 4 wird zu Beginn des Semesters festgelegt; der Studien- und Prüfungsleistungen sie kann aus mehreren Teilprüfungen bestehen. Art, Umfang und Termine der (Teil)-Prüfungen werden zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch, in der Regel Deutsch. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Lebensmittelchemie Modulnummer/-kürzel CHE 126 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Die Studierenden besitzen Kenntnisse von Bestandteilen und Eigenschaften von Lebensmitteln sowie Techniken zur Herstellung, Konservierung und Analyse von Lebensmitteln. Inhalt Es werden die Hauptbestandteile der Lebensmittel (Proteine, Zucker, Fette, Wasser, Mineralstoffe und Vitamine) und ihre chemische Struktur und spezifischen Charakteristika vorgestellt. Für die Hauptgruppen der Lebensmittel (tierische Lebensmittel – Ei, Milch, Fleisch, Fisch sowie deren Produkte und pflanzliche Lebensmittel – Obst, Gemüse, Hülsenfrüchte, Getreide, Gewürze, Genussmittel (Kaffee, Tee, Kakao)) werden die warenkundlichen Eigenschaften und die Technologie der Herstellung präsentiert. Weiterhin werden die analytischen Methoden zur Untersuchung von Lebensmitteln vermittelt. Lehrveranstaltungen a) Lebensmittelchemie (V) 2 SWS und Lehrformen b) Warenkunde der Lebensmittel (V) c) Analytik der Lebensmittel (V) 1 SWS 1 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und a) Lebensmittelchemie LP 3 P(Std) 28 S(Std) 42 PV(Std) 20 insgesamt) b) Warenkunde der Lebensmittel 1,5 14 21 10 c) Analytik der Lebensmittel 1,5 14 21 10 Gesamtaufwand 6 56 84 40 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Voraussetzungen: keine Modulabschlussprüfung: Klausur der Studien- und Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Kristallstrukturanalyse Modulnummer/-kürzel CHE 127 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Besitz von Kenntnissen grundlegender Konzepte zur Beschreibung von Kristallsymmetrien. Theoretische und praktische Kenntnisse röntgenographischer Pulver- und Einkristallverfahren, sowie deren Datenauswertung mit strukturanalytischen Verfahren und Standardprogrammen. Inhalt Theoretische Grundlagen zum Aufbau und zur Symmetrie von Kristallen sowie Konzepte zur Beschreibung von Kristallstrukturen. Aufbau und Geometrie wichtiger röntgenographischer Pulver- und Einkristallverfahren. Vorstellung mathematischer Methoden zur Bestimmung von Kristallstrukturen aus Einkristall- und Pulverdaten. Theoretische und praktische Einführung in moderne Standardprogramme zur Strukturbestimmung und –verfeinerung anhand ausgewählter anorganischer Verbindungen (Mineralien & Materialien). Lehrveranstaltungen a) Angewandte Kristallographie (V) 1 SWS und Lehrformen b) Kristallstrukturanalyse (V) 1 SWS c) Praktische Übung zur Bestimmung von Kristallstrukturen aus Einkristall- und Pulverdaten (V/Ü) 2 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) LP P(Std) S(Std) PV(Std) 1,5 1,5 14 14 21 21 10 10 Pulverdaten 3 28 42 20 Gesamtaufwand 6 56 84 40 a) Angewandte Kristallographie b) Kristallstrukturanalyse c) Praktische Übung zur Bestimmung von Kristallstrukturen aus Einkristall- und Voraussetzungen für Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen. Teilnahme an und Art der Studien- und Die Prüfungsart gemäß § 13 Absatz 4 wird zu Beginn des Semesters festgelegt; sie kann aus mehreren Teilprüfungen bestehen. Art, Umfang und Termine der Prüfungsleistungen (Teil)-Prüfungen werden zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch, in der Regel Deutsch. Dauer 1–2 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Theorie, Modellierung und Reaktionsmechanismen in der homogenen Katalyse Modulnummer/-kürzel CHE 128 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: CHE 116 Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Besitz von Kenntnissen grundlegender Methoden der theoretischen Chemie. Lernergebnisse Berechnungen von Strukturen, physikalischen Eigenschaft und Reaktionswege mittels Computerprogrammen. Kenntnisse der experimentellen „tools of the trade“ zur Aufklärung von Reaktionsmechanismen in der Katalyse, Kenntnisse in grundlegenden Reaktionen der homogenen Katalyse. Inhalt Einführung in die theoretische Chemie: Empirische, semiempirische und abinitio Rechenverfahren, Orbital- und Bader-Analysen. Exp. Konzepte zur Aufklärung von Reaktionsmechanismen: Kinetik, Istopeneffekte, Stereochemie, Reaktionsverfolgung mittels IR-, UV-vis und NMR-spektroskopischer Methoden. Einführung in die Messung schneller Reaktionen mittels Stopped-Flow und Durchflussreaktoren und zeitaufgelöster Spektroskopie. Praktische Einführung in die Benutzung von modernen Modellingprogrammen und quantenchemischen Programmpaketen. Durchführung von Berechnungen einfacher Reaktionswege. Berechnung von spektroskopischen und physikalischen Eigenschaften von organischen und anorganischen Molekülen. Kinetische Analysen und Auswertung von Modellreaktionen. Oxidative Addition, reduktive Eliminierung, migratorische Insertion, nucleophile (reduktive) Substitution, Umpolung, O2- und H2-Bildung: Hydroformylierung, Oxo-Synthese, C-C und C-X Kupplungsreaktion, Hydrogenierung, Photochemische Wasserspaltung. C1-Chemie (HCN, CO, CO2, CH4). Lehrveranstaltungen und Lehrformen a) Theoretische Chemie (V) b) Spektr. und Reaktionsmechanismen (V) 2 SWS 2 SWS c) Grundlagern der homogenen Komplexkatalyse (V) d) Anwendungen zur theoretischen Chemie und 2 SWS Reaktionsmechanismen (S/Ü/P) 3 SWS Arbeitsaufwand LP P(Std) S(Std) PV(Std) (Teilleistungen und a) Theoretische Chemie 3 28 42 20 insgesamt) b) Spektr. und Reaktionsmechanismen c) Grundlagern der homogenen 3 28 42 20 Komplexkatalyse d) Anwendungen zur theoretischen 3 28 42 20 Chemie und Reaktionsmechanismen 3 42 28 20 Gesamtaufwand 12 126 154 80 Voraussetzungen für Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen. Teilnahme an und Art der Studien- und Die Prüfungsart gemäß § 13 Absatz 4 wird zu Beginn des Semesters festgelegt; sie kann aus mehreren Teilprüfungen bestehen. Art, Umfang und Termine der Prüfungsleistungen (Teil)-Prüfungen werden zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch, in der Regel Deutsch. Dauer 1–2 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Polymerchemie in der modernen Industriegesellschaft Modulnummer/-kürzel CHE 129 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Master-Teilstudiengang Chemotechnik (LAB): Pflichtmodul, Empfehlung 1. Semester Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Besitz der Fähigkeit zur Lösung reaktions- und verfahrenstechnischer Lernergebnisse Probleme insbesondere bei der Durchführung von Polyreaktionen mit modernen Methoden. Kenntnisse und Kompetenzen zur Anwendung praxisnaher Methoden in der Forschung unter Berücksichtigung Rohstoff, Energie und anderer Ressourcen schonender, nachhaltiger Chemiekonzepte. Das Modul verbindet die Vermittlung von Schlüsselqualifikationen (insbesondere Kompetenz zur Lösung technisch-chemischer Probleme, Methodenkompetenz, Arbeitsplanung, Sozialkompetenz/Teamarbeit, Erstellung von Protokollen unter der Verwendung chemie-spezifischer Software, Literaturrecherche, strategische Forschungsplanung, Projektmanagement, gesellschaftliche Relevanz nachhaltiger Chemie) mit chemischen Inhalten. Inhalt Polyurethane begegnen uns im täglichen Leben als weiche Polsterschäume, als Wärmedämmstoffe, als elastische Schuhsole, als Automobillenkrad u.v.a.m. Die vielseitig einsetzbaren Polyurethane gehören zu den wirtschaftlich wichtigsten Spezialkunstoffen. In der Vorlesung wird vertieft eingegangen auf den folgenden Aspekten: Herstellung der Rohstoffe Polyisocyanat und Polyol; Chemie zur Herstellung von Polyurethanen; Polymermorphologie und Netztopologie; Prozess und Schaumbildung; Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Elastomeren, Hart- und Weichschaum. Im Praktikumsteil wird ein Polyester-polyol hergestellt, das anschließend für die Herstellung von Polyurethanelastomeren mit unterschiedlichen Härten verwendet wird. Eine Struktur-Eigenschaftsbeziehung wird aufgestellt. Lehrveranstaltungen a) Polymerisationstechnik (V/S) 2 SWS und Lehrformen b) Polymere Werkstoffe und Blends (V/Ü/P) 3 SWS Arbeitsaufwand LP P(Std) S(Std) PV(Std) (Teilleistungen und a) Polyurethanchemie 3 28 42 20 insgesamt) b) Praktikum Polyurethanchemie 3 28 42 20 Gesamtaufwand 6 56 84 40 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen. Die Prüfungsart gemäß § 13 Absatz 4 wird zu Beginn des Semesters festgelegt; der Studien- und Prüfungsleistungen sie kann aus mehreren Teilprüfungen bestehen. Art, Umfang und Termine der (Teil)-Prüfungen werden zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch, in der Regel Deutsch. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel HighTech Polymerchemie Modulnummer/-kürzel CHE 130 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: Einführende Veranstaltungen in die Technische und Makromolekulare Chemie Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Besitz der Fähigkeit zur Lösung reaktions- und verfahrenstechnischer Lernergebnisse Probleme insbesondere unter Einsatz der Mikroreaktionstechnik. Kenntnisse und Kompetenzen zur Anwendung praxisnaher Methoden in der Forschung mit Schwerpunkt Mikroreaktionstechnik. Das Modul verbindet die Vermittlung von Schlüsselqualifikationen (insbesondere Kompetenz zur Lösung technisch-chemischer Probleme, Methodenkompetenz, Arbeitsplanung, Sozialkompetenz/Teamarbeit, Erstellung von Protokollen unter der Verwendung chemie-spezifischer Software, Literaturrecherche, strategische Forschungsplanung, Projektmanagement, gesellschaftliche Relevanz nachhaltiger Chemie) mit chemischen Inhalten. Inhalt Moderne fächerübergreifende Methoden, die zu einer Ressourcen schonenden Intensivierung chemischer Prozesse führen, zur Verbesserung der Prozesssicherheit beitragen oder sogar inhärent sichere Reaktionsführung ermöglichen. Moderne technisch-chemische Problemlösungen werden diskutiert. Lehrveranstaltungen a) Mikroreaktionstechnik (V/P) und Lehrformen b) HighTech Polymere und Werkstoffe (V/Ü) Arbeitsaufwand 2 SWS 2 SWS LP P(Std) S(Std) PV(Std) (Teilleistungen und a) Mikroreaktionstechnik 3 28 42 20 insgesamt) b) HighTech Polymere und Werkstoffe 3 42 28 20 Gesamtaufwand 6 56 84 40 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen. Die Prüfungsart gemäß § 13 Absatz 4 wird zu Beginn des Semesters festgelegt; der Studien- und Prüfungsleistungen sie kann aus mehreren Teilprüfungen bestehen. Art, Umfang und Termine der (Teil)-Prüfungen werden zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch, in der Regel Deutsch. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Wahlpflichtpraktikum Modulnummer/-kürzel CHE 131 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Besitz der Kenntnis und Anwendung moderner und anspruchsvoller Lernergebnisse Synthesemethoden oder Kenntnisse moderner Techniken und Verfahren. Das Modul verbindet die Vermittlung von Schlüsselqualifikationen (insbesondere Methodenkompetenz, Arbeitsplanung, Sozialkompetenz/Teamarbeit, Erstellung von Protokollen unter der Verwendung chemie-spezifischer Software, Übung eines wissenschaftlichen Vortrags, Literaturrecherche) mit chemischen Inhalten. Inhalt Das Wahlpflichtpraktikum kann in einem Arbeitskreis der Chemie nach Wahl durchgeführt werden. Lehrveranstaltungen In der Regel: Praktikum mit Seminar (P/S) 6 SWS und Lehrformen Arbeitsaufwand LP P(Std) S(Std) PV(Std) (Teilleistungen und insgesamt) In der Regel: Praktikum mit Seminar 6 140 20 20 Gesamtaufwand 6 140 20 20 Voraussetzungen für Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen. Teilnahme an und Art der Studien- und Modulabschlussprüfung: mündliche Prüfung oder Protokoll Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Quantenchemie I Modulnummer/-kürzel CHE 134 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul BSc Nanowissenschaften: Wahlpflichtmodul Chemie MSc Nanowissenschaften: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Modul CHE11 (PC III) Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. C. Herrmann Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Solides Grundwissen theoretische Chemie und Quantenchemie, insbesondere Lernergebnisse Hartree-Fock-Theorie. Inhalt 1) Grundlagen der Quantenmechanik - Operatoren und Observablen, Erwartungswerte, zeitabhängige und zeitunabhängige Schrödingergleichung - Konstruktion des Hamiltonoperators für Moleküle - Born–Oppenheimer-Näherung - Pauli-Prinzip - Näherungsansätze für die Wellenfunktion (Hartree-Produkt, Slaterdeterminante, Spin- und Raumorbitale) - Interpretation der Wellenfunktion als Wahrscheinlichkeitsdichte Variationsprinzip - Störungstheorie - Atomare Einheiten 2) Mathematische Einführung: - Vektoren - Matrizen - Determinanten - Unitäre Transformationen - Eigenwertgleichungen - Lineare Operatoren 3) Hartree–Fock-Theorie - Definition von Slater-Determinanten über den Antisymmetrisierungsoperator - Erwartungswerte und Matrixelemente von Ein- und Zweiteilchenoperatoren für Slaterdeterminanten (insbesondere Energieerwartungswert) - Coulomb- und Austauschintegrale - Columb-, Austausch- und Fock-Operator - Ableitung des Hartree–Fock-Gleichungen anhand des Variationsprinzips - Invarianz von Erwartungswerten unter unitären Transformationen der Orbitale - Koopmans Theorem - Brillouin-Theorem - Hartree–Fock-Theorie für Closed-Shell-Systeme (Restricted Hartree–Fock (RHF)) - Hartree–Fock-Gleichungen in Basisdarstellung - Dichtematrix - Fockmatrix - Symmetrische Orthogonalisierung der Basis - Self-Consistent-Field-Algorithmus - Moleküleigenschaften aus Hartree–Fock-Theorie in Basisdarstellung; Populationsanalyse - Hartree–Fock-Theorie für Open-Shell-Systeme (Unrestricted Hartree–Fock (UHF)) - Basissätze in praktischen quantenchemischen Berechnungen 4) Einführung Moller-Plesset-Störungstheorie und Dichtefunktionaltheorie (DFT) Lehrveranstaltungen a) Quantenchemie I (V) 2 SWS und Lehrformen b) Übungen zur Quantenchemie I (Ü) 2 SWS Arbeitsaufwand LP P(Std) S(Std) PV(Std) (Teilleistungen und a) Quantenchemie I 3 28 50 12 insgesamt) b) Übungen zur Quantenchemie I 3 28 50 12 Gesamtaufwand 6 56 100 24 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Voraussetzungen zur Modulprüfung: Keine Art der Modulprüfung: Klausur oder mündl. Prüfung der Studien- und Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Literatur Jens Reinhold, „Quantentheorie der Molekuele“, Vieweg + Teubner 3. Aufl 2006; Attila Szabo und Neil S. Ostlund, „Modern Quantum Chemistry“, Dover 1996. Modultitel Quantenchemie II Modulnummer/-kürzel CHE 135 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul BSc Nanowissenschaften: Wahlpflichtmodul Chemie MSc Nanowissenschaften: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Modul CHE11 (PC III), Modul CHE134 (Quantenchemie I) Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. C. Herrmann Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Erweitertes Grundwissen theoretische Chemie und Quantenchemie, insbesondere Korrelationsmethoden und Dichtefunktionaltheorie Inhalt Wiederholung Grundlagen der Quantentheorie und Hartree-Fock-Theorie - Zweite Quantisierung - Multikonfigurationsmethoden: MCSCF/CASSCF, Configuration Interaction (CI) - Störungstheoretische Methoden: MP2, CASPT2 - Coupled-Cluster-Ansätze - Quanten-Monte-Carlo - Dichtefunktionaltheorie (DFT) Lehrveranstaltungen und Lehrformen Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) a) Quantenchemie II (V) b) Übungen zur Quantenchemie II (Ü) 2 SWS 2 SWS a) Quantenchemie II LP 3 P(Std) 28 S(Std) 50 PV(Std) 12 b) Übungen zur Quantenchemie II 3 28 50 12 Gesamtaufwand 6 56 100 24 Voraussetzungen für Voraussetzungen zur Modulprüfung: Keine Teilnahme an und Art der Studien- und Art der Modulprüfung: Klausur oder mündl. Prüfung Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Literatur Attila Szabo und Neil S. Ostlund, „Modern Quantum Chemistry“, Dover 1996; Frank Jensen, „Introduction to Computational Chemistry“, Wiley 2. Aufl. 2007; Trygve Helgaker, Poul Jorgensen und Jeppe Olsen, „Molecular Electronic Structure Theory“, Wiley 2000. Modultitel Modulnummer/-kürzel Verwendbarkeit Voraussetzungen für die Teilnahme Modulverantwortliche(r) Sprache Angestrebte Lernergebnisse Inhalt Molekulare Elektronik und Spintronik (Molecular Electronics and Spintronics) CHE 136 Wahlpflichtmodul M.Sc. Chemie und M.Sc. Nanowissenschaften Verbindlich: Keine Empfohlen: Modul CHE11 (PC III) Prof. Dr. Carmen Herrmann Deutsch oder Englisch Besitz von Kenntnissen und Kompetenzen aus dem Gebiet der molekularen Elektronik und Spintronik, der zugrundeliegenden Theorie und möglicher Anwendungen. Umgang mit einfachen Simulationstools. Geeignet als Ergänzung zum Modul CHE 139 (Nanoelektronik und -sensorik). Detaillierte Einführung in Phänomene und Konzepte der molekularen Elektronik und Spintronik – d.h. was passiert, wenn man nanoelektronische Bauteile immer kleiner macht, dabei ausnutzt, dass Moleküle reproduzierbare nanoskalige Bauteile liefern, und wie kann man deren ElektronentransportEigenschaften theoretisch verstehen? Besprochen werden unter anderem: - Wieso molekulare Elektronik und Spintronik? - Verschiedene Transport-Mechanismen (Tunneln, Hopping) – woraus - muss man bei der theoretischen Beschreibung achten? Zusammenhang Struktur-Leitwert - Quanteninterferenz – wieso leiten manche Moleküle deutlich - schlechter als strukturell sehr ähnliche? Inelastisches Tunneln (Schwingungs- und Spinanregungen durch - tunnelnde Elektronen) Einfluss von Magnetfeldern und ungepaarten Spins, helikale Moleküle als Spinfilter - Moleküle als Gleichrichter Schaltbare Moleküle - Molekulare Optoelektronik Mechanische Kontrolle - Welche Anwendungsmöglichkeiten gibt es? Lehrveranstaltungen und Lehrformen Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) Molekulare Elektronik und Spintronik (V) Voraussetzungen für Teilnahme an und Art der Studien- und Prüfungsleistungen Dauer Häufigkeit des Angebots Voraussetzungen zur Modulprüfung: Keine Art der Modulprüfung: Mündliche Prüfung oder Vortrag Modultitel Soft (Nano-)Matter Modulnummer/-kürzel CHE 137 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Molekulare Elektronik und Spintronik Gesamtaufwand 2 SWS LP 3 3 P (Std) 28 28 S (Std) 42 42 PV (Std) 20 20 1 Semester Jährlich im Sommersemester MSc Nanowissenschaften: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Besitz von Kenntnissen und Kompetenzen aus dem Gebiet der Weichen Materialien und zugehöriger Methoden sowie ihre Anwendung in der Forschung. Besitz der Fähigkeiten zur eigenständigen Arbeits- und Forschungsplanung innerhalb eines Forschungsprojektes in Kooperation mit einem Team, Selbständige Informationsermittlung (Literaturrecherche), Erstellung von qualifizierten wissenschaftlichen Protokollen. Inhalt Eigenschaften weicher Materialien; Gele, Flüssigkristalle, Tenside, Kolloide, Polymere, Nanokomposite, weiche Oberflächen und Grenzflächen; Selbstorganisation, Ordnungsphänomene, viskoelastische Eigenschaften; Röntgenbeugung, Mechanik, Rheologie; Herstellung und Charakterisierung weicher Materialien und Oberflächen, soft lithography. Lehrveranstaltungen und Lehrformen Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) a) Soft (Nano-)Matter (V) b) Soft (Nano-)Matter - Praktikum (P) 4 SWS 6 SWS a) Soft (Nano-)Matter LP 6 P(Std) 56 S(Std) 56 PV(Std) 68 b) Soft (Nano-)Matter - Praktikum 6 90 45 45 Gesamtaufwand 12 146 101 113 Voraussetzungen für Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen. Teilnahme an und Art der Studien- und Modulprüfung ist die schriftliche Ausarbeitung der praktischen Arbeit unter Berücksichtigung der im Modul vermittelten theoretischen Inhalte Prüfungsleistungen (Projektabschluss). Die Arbeit kann in deutscher oder englischer Sprache verfasst werden. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Optische Spektroskopie und Mikroskopie an Nanomaterialien Modulnummer/-kürzel CHE 138 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul MSc Nanowissenschaften: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: Keine Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. A. Mews Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Besitz von Kenntnissen und Kompetenzen aus dem Gebiet der Spektroskopie Lernergebnisse und Mikroskopie zum tieferen Verständnis der optischen und elektronischen Eigenschaften von Nanostrukturen. Besitz der Fähigkeiten zur eigenständigen Arbeits- und Forschungsplanung innerhalb eines Forschungsprojektes in Kooperation mit einem Team, selbständige Informationsermittlung (Literaturrecherche), Erstellung von qualifizierten wissenschaftlichen Protokollen. Inhalt Experimentelle Grundlagen spektroskopischer und mikroskopischer Methoden: Theorie und Funktionsweise verschiedener Lasertypen, Spektroskopiemethoden mit hoher orts-, frequenz- oder Zeitauflösung. Anwendung der spektroskopischen und mikroskopischen Methoden zur optischen Untersuchung von Metall-, Halbleiter- und Kohlenstoffnanostrukturen. Lehrveranstaltungen a) Spektroskopie und Mikroskopie an Nanomaterialien (V) 2 SWS und Lehrformen b) Praktikum Optische Spektroskopie und Mikroskopie an Nanomaterialien (P) 6 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) LP P(Std) S(Std) PV(Std) a) Spektroskopie und Mikroskopie an Nanomaterialien 3 28 28 34 b) Praktikum Optische Spektroskopie und Mikroskopie an Nanomaterialien 6 90 45 45 Gesamtaufwand 9 118 73 79 Voraussetzungen für Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen. Teilnahme an und Art Modulprüfung ist die schriftliche Ausarbeitung der praktischen Arbeit unter der Studien- und Prüfungsleistungen Berücksichtigung der im Modul vermittelten theoretischen Inhalte (Projektabschluss). Die Arbeit kann in deutscher oder englischer Sprache verfasst werden. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Nanoelektronik und –sensorik Modulnummer/-kürzel CHE 139 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul MSc Nanowissenschaften: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Keine Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. A. Klinke, Dr. T. Vossmeyer Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Besitz von Kenntnissen und Kompetenzen aus dem Gebiet der elektronischen Lernergebnisse Eigenschaften von Nanostrukturen und zugehöriger Methoden sowie ihre Anwendung in Forschung und Technologie. Selbständige Informationsermittlung (Literaturrecherche). Erstellung von qualifizierten wissenschaftlichen Vorträgen. Inhalt Elektronische Eigenschaften von einzelnen Nanostrukturen und Nanostrukturfilmen sowie Grundlagen der molekularen Elektronik. Konzepte zum Aufbau und Wirkungsweise von Sensoren aus Nanomaterialien. Aktuelle Anwendungsbeispiele der Nanoelektronik und -sensorik in Forschung und Technologie. Lehrveranstaltungen a) Nanoelektronik und -sensorik (V) 3 SWS und Lehrformen b) Seminar zur Nanoelektronik und –sensorik (S) 1 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) LP P(Std) S(Std) a) Nanoelektronik und -sensorik b) Seminar zur Nanoelektronik und – 4,5 42 93 sensorik 1,5 14 Gesamtaufwand 6 56 PV(Std) 31 93 Voraussetzungen für Voraussetzungen zur Anmeldung zur Modulprüfung: Keine. Teilnahme an und Art der Studien- und Art der Prüfung/Modulprüfung (ggf. Teilprüfungen): benoteter wissenschaftlicher Vortrag (Referat) im Seminar. 31 Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Auslandsaufenthalt Modulnummer/-kürzel CHE 140 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Sprache Deutsch oder Englisch Angestrebte Lernergebnisse Es werden Erfahrungen im internationalen Forschungsumfeld erworben. Das Wissen in ausgewählten grundlegenden und/oder aktuellen Forschungsthematiken wird vertieft, die Dokumentation und Auswertung der Daten, Literaturrecherche sowie die Validierung und Präsentation wissenschaftlicher Fragestellungen stehen dabei im Vordergrund. Inhalt In der Regel wird ein Forschungspraktikum in einer Arbeitsgruppe absolviert. Die Studierenden suchen sich einen Betreuer an der Gasthochschule (Erster Gutachter). Ein anleitungsberechtigter Dozent im Fachbereich Chemie genehmigt das Projekt und ist als Zweitgutachter zuständig. Lehrveranstaltungen und Lehrformen Forschungspraktikum (P) Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) Die LP-Vergabe richtet sich nach der Dauer des Praktikums: LP P (Std) S (Std) 3 Monate 4 Monate 5 Monate und länger 18 24 30 490 650 800 50 70 100 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Empfohlen: Keine 18-30 SWS PV (Std) Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung des Forschungspraktikums. der Studien- und Prüfungsleistungen Art der Prüfungsleistung: benoteter Praktikumsbericht, der von einem Erstgutachter (Gasthochschule) und einem Zweitgutachter (Universität Hamburg) zu bewerten ist. Die Noten beider Gutachten gehen zu je 50% in die Gesamtnote ein. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Winter- und Sommersemester Modultitel Modulnummer/-kürzel Verwendbarkeit Voraussetzungen für die Teilnahme Modulverantwortliche(r) Sprache Angestrebte Lernergebnisse Electrochemistry of Solids CHE 144 Wahlpflichtmodul M.Sc. Chemie und M.Sc. Nanowissenschaften Verbindlich: BSc. Chemie oder Nanowissenschaften Empfohlen: AC II, PC III JProf. Simone Mascotto Englisch Verständnis der Grundlagen der ionischen und elektronischen Ladungstransport in Festkörper, dessen Charakterisierung und Anwendungsbereich Defekte kristalliner Festkörper: Korngrenze, Versetzungen und Punktdefekte; Physikochemische Eigenschaften von Punktdefekten; Punktdefekte und chemische Reaktionen; Ionische und elektronische Ladungstransport in Festkörper; Brouwer Diagramme; Charakterisierung des Ladungstransports: Einführung in elektrochemische Impedanzspektroskopie und Diffusionsmessungen; Anwendungsbeispiele elektrochemischer/elektronischer Systeme: Solarzellen, Festoxidbrennstoffzellen, Thermoelektrika und Li-Ionen Batterien Electrochemistry of Solids (V) 2 SWS Inhalt Lehrveranstaltungen und Lehrformen Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) Voraussetzungen für Teilnahme an und Art der Studien- und Prüfungsleistungen Dauer Häufigkeit des Angebots Electrochemistry of Solids (V) Gesamtaufwand LP 3 3 P (Std) 28 28 S (Std) 42 42 PV (Std) 20 20 Voraussetzungen zur Modulprüfung: keine Art der Modulprüfung: Die Prüfungsart gemäß § 13 Absatz 4 wird zu Beginn des Semesters festgelegt; sie kann aus mehreren Teilprüfungen bestehen. Art, Umfang und Termine der (Teil)-Prüfungen werden zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch. 1 Semester Jährlich im Sommersemester Modultitel Surface Characterization Techniques for Chemical and Physical Analysis of Materials Modulnummer/-kürzel CHE 147 Verwendbarkeit Wahlpflichtmodul MSc Chemie Wahlpflichtmodul MSc Nanowissenschaften Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Modulverantwortliche(r) Dr. Heshmat Noei Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Englisch Angestrebte Erwerb von Kenntnissen und Kompetenzen auf dem Gebiet der Empfohlen: Einführende Veranstaltungen der Physikalischen Chemie Lernergebnisse Charakterisierung von Oberflächen und Materialien mit dem Schwerpunkt der Photoelektronenspektroskopie sowie ihre Anwendung in der Forschung. Inhalt Die Vorlesung behandelt verschiedene Methoden zur Charakterisierung von Oberflächen und Materialien (Adsorption techniques, Temperatureprogrammed techniques, XRD, X-ray photoelectron spectroscopy, Vibrational spectroscopy, Electron microscopy). Die verschiedenen Verfahren werden an Beispielen vorgestellt, wobei auch auf die Möglichkeiten der Synchrotronstrahlung eingegangen wird. Lehrveranstaltungen und Lehrformen Surface Characterization Techniques for Chemical and Physical Analysis of Materials (V) Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) 2 SWS LP P (Std) S (Std) PV (Std) Surface Characterization Techniques for Chemical and Physical Analysis of Materials (V) 3 28 45 14 Gesamtaufwand 3 28 45 14 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art der Studien- und Prüfungsleistungen Voraussetzungen zur Modulprüfung: Keine. Art der Modulprüfung: Vortrag. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Modulnummer/-kürzel Verwendbarkeit Voraussetzungen für die Teilnahme Modulverantwortliche(r) Sprache Angestrebte Lernergebnisse Inhalt Theory of nanoscopic systems CHE 148 Wahlpflichtmodul M.Sc. Chemie und B.Sc. Nanowissenschaften Verbindlich: Empfohlen: CHE 11 und Programmierkenntnisse vorteilhaft Prof. Gabriel Bester Deutsch oder Englisch, i.d.R. Englisch Erwerb von Kenntnissen und Kompetenzen auf dem Gebiet der Modellierung der elektronischen und optischen Eigenschaften von Nanostrukturen. Lecture: Electronic Structure • Introduction to the theory of solids (reciprocal space, density of states, “from orbitals to bands”) • Effective mass theory • Tight-binding description (e.g. graphene) • Empirical Pseudopotentials (from bulk to quantum dots) • Density Functional Theory Optical Properties: • Optical dipole matrix elements and selection rules in the one-particle picture • Excitons: from simple models to configuration interaction Lehrveranstaltungen und Lehrformen Hands-on Project: Numerical treatment of the Schrödinger equation in 1D (for quantum wells) and in 3D (for quantum dots), and calculation of the respective oscillator strengths. Introduction to Matlab or Fortran will be provided. Theory of nanoscopic systems (V) 2 SWS Seminar theory of nanoscopic systems (S) 2 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) Voraussetzungen für Teilnahme an und Art der Studien- und Prüfungsleistungen Dauer Häufigkeit des Angebots Theory of nanoscopic systems Seminar theory of nanoscopic systems Gesamtaufwand LP 3 3 6 P (Std) 28 28 56 S (Std) 42 52 94 PV (Std) 20 10 30 Voraussetzungen zur Modulprüfung: keine Art der Modulprüfung: Die Prüfungsart (Klausur oder mündliche Prüfung) wird zu Beginn des Semesters festgelegt; sie kann aus mehreren Teilprüfungen bestehen. Art, Umfang und Termine der (Teil)-Prüfungen werden zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch. 1 Semester Jährlich im Sommersemester Modultitel Modulnummer/-kürzel Verwendbarkeit Voraussetzungen für die Teilnahme Modulverantwortliche(r) Sprache Angestrebte Lernergebnisse Inhalt Hybridmaterialien CHE 149 Wahlpflichtmodul M.Sc. Chemie und M.Sc. Nanowissenschaften: Verbindlich: BSc. Chemie oder Nanowissenschaften Empfohlen: CHE 010 und Makromolekulare Chemie (z.B. CHE 22 A) Prof. Michael Fröba, JProf. Simone Mascotto Englisch Verständnis der Grundlagen der Eigenschaften, Syntheseverfahren und Charakterisierungsmethoden anorganisch-organischer (Hybrid-) Materialien Beschreibung und Klassifizierung anorganisch-organischer Materialien; Syntheseverfahren mit Fokus auf Sol-Gel und Polymerisationstechniken; Materialien: poröse, nanostrukturierte und anisotrope Systeme. Charakterisierungsmethoden: Röntgenspektroskopie und -Diffraktion, Gassorption, Nukleare Magnetische Resonanz; Optische Eigenschaften, Elektronische und elektrochemische Eigenschaften. Lehrveranstaltungen und Lehrformen Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) Hybridmaterialien (V) Voraussetzungen für Teilnahme an und Art der Studien- und Prüfungsleistungen Dauer Häufigkeit des Angebots Voraussetzungen zur Modulprüfung: keine Art der Modulprüfung: Die Prüfungsart gemäß § 13 Absatz 4 wird zu Beginn des Semesters festgelegt; sie kann aus mehreren Teilprüfungen bestehen. Art, Umfang und Termine der (Teil)-Prüfungen werden zum Semesterbeginn angekündigt. Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch. 1 Semester Jährlich im Sommersemester Modultitel Modulnummer/-kürzel Verwendbarkeit Voraussetzungen für die Teilnahme Modulverantwortliche(r) Sprache Angestrebte Lernergebnisse Introduction to solid state NMR in materials science CHE 150 Compulsory elective module: M.Sc. Chemie Required: Recommended: CHE104 Dr. Young Joo Lee English The students will acquire knowledge about solid state NMR and its applications in various materials characterization. Hybridmaterialien (V) Gesamtaufwand 2 SWS LP 3 3 P (Std) 28 28 S (Std) 42 42 PV (Std) 20 20 Inhalt Lehrveranstaltungen und Lehrformen Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) The class will be composed of lectures and hands-on exercises in the NMR lab. The lecture will deal with fundamental aspects of solid state NMR, basic NMR techniques and its various applications in materials science. In order to strengthen the understanding, hands-on experiments at the solid state NMR facility will be conducted. Introduction to solid state NMR in materials science (Lecture + Lab 2 SWS course) LP P (Std) S (Std) PV (Std) Lecture 2 18 30 15 Lab course 1 8 12 5 Gesamtaufwand 3 26 42 20 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art der Studien- und Prüfungsleistungen Dauer Häufigkeit des Angebots A seminar presentation at the end of the semester will be the basis for the overall mark (100%). Modultitel Einführung in die Theoretische Chemie Modulnummer/-kürzel CHE 160 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul 1 semester Yearly in summer semester BSc Computin in Science, SP Biochemie: Wahlpflichtmodul MSc Bioinformatik: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Keine Modulverantwortliche(r) JProf. Dr. T. Schwabe Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Die Studierenden kennen die Grundlagen der Quantentheorie, die quantentheoretische Beschreibung von Atomen und die Konzepte zur Beschreibung von Mehratom-Systemen. Sie erkennen, wie theoretische Modelle auf praktische Fragestellungen in der Chemie angewendet werden können. Inhalt - Wiederholung und Vertiefung der quantenchemischen Grundlagen Anwendung der MO-Theorie - Einführung der Standardmodelle sowie semi-emprischer Modelle der Theoretischen Chemie: Hartee-Fock, Dichtefunktionaltheorie, Korrelationsmethoden - Theoretische Modellierung chemischer Fragestellungen Praktische Übungen, vor allem auch mit der entsprechenden Software am Computer Lehrveranstaltungen und Lehrformen a) Einführung in die Theoretische Chemie (V) b) Übungen zur Einführung in die Theoretische Chemie (Ü) Arbeitsaufwand (Teilleistungen und a) Einführung in die Theoretische Chemie insgesamt) (V) b) Übungen zur Einführung in die Theoretische Chemie (Ü) 2 SWS 2 SWS LP 3 P(Std) 42 S(Std) 35 PV(Std) 13 3 42 35 13 Gesamtaufwand 6 84 70 Voraussetzungen für Prüfungsleistungen: Gemeinsame Modulprüfung für alle Teilnahme an und Art der Studien- und Lehrveranstaltungen des Moduls; in der Regel schriftlich (Klausur) und in deutscher Sprache. Abweichungen werden vor der Anmeldung zum Prüfungsleistungen Modul bekannt gegeben. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Zellbiologie Modulnummer/-kürzel CHE 414 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul 26 BSc Molecular Life Sciences: Pflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Keine Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. U. Hahn Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Die Studierenden beherrschen wichtige zelluläre Vor Lernergebnisse gänge auf molekularer Ebene. Inhalt In der Vorlesung werden die Funktionsweisen eukaryontischer Zellen behandelt. Dabei geht es um Kompartimente und Zellorganelle, Zellteilung, Bewegung von Zellen, zelluläre Kommunikation, Apoptose, Signaltransduktion und Stammzellen. Im Seminar wird das Wissen anhand aktueller Literatur ausgebaut. Im Praktikum werden mit modernen mikroskopischen und molekularbiologischen Methoden die Inhalte der Vorlesung und des Seminars vertieft und praktisch angewendet. Lehrveranstaltungen und Lehrformen a) Zellbiologie (V) b) Zellbiologie Seminar (S) 2 SWS 1 SWS c) Praktikum Zellbiologie (P) Arbeitsaufwand (Teilleistungen und a) Zellbiologie (V) insgesamt) b) Zellbiologie Seminar (S) c) Praktikum Zellbiologie (P) Gesamtaufwand 4,5 SWS LP P(Std) S(Std) PV(Std) 3 28 42 20 1,5 4,5 14 63 10 45 16 18 9 105 97 54 Voraussetzungen für Prüfungsleistungen: Gemeinsame Modulprüfung für alle Teilnahme an und Art Lehrveranstaltungen des Moduls; in der Regel schriftlich (Klausur) und der Studien- und Prüfungsleistungen in deutscher Sprache. Abweichungen werden vor der Anmeldung zum Modul bekannt gegeben. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Biochemie der RNA Modulnummer/-kürzel CHE 455 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul MSc Molecular Life Sciences: Pflichtmodul MSc Biologie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Verbindlich: Keine Teilnahme Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Die Studierenden besitzen Kenntnisse über die struktur und Funktionen der Lernergebnisse RNA, katalytische Mechanismen der RNA, regulatorische Eigenschaften von RNA und können diese in Theorie und Praxis anwenden. Inhalt Metabolismus der RNA (Transkription, Abbau, NMD, P-Bodies); RNA-Welt, RNA-Chemie; Spleißosom, Ribosom, Ribozyme, RNA-Aptamere; RNA Interferenz, Riboswitches, non coding RNAs; RNAsen, RNA-Transport; Entwicklungsbiologische Aspekte der RNA. Lehrveranstaltungen und Lehrformen Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) a) Biochemie der RNA (V) b) Seminar zur Biochemie der RNA (S) 2 SWS 2 SWS c) Prakt. zur Biochemie der RNA mit Sem. (P) 3 SWS a) Biochemie der RNA LP 3 P(Std) 28 S(Std) 42 PV(Std) 20 b) Seminar zur Biochemie der RNA c) Prakt. zur Biochemie der RNA mit Sem. 3 3 28 60 42 10 20 20 Gesamtaufwand 9 116 94 60 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Art: Klausur. Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen, eine der Studien- und Prüfungsleistungen mündliche Zwischenprüfung sowie Anfertigung von Versuchsprotokollen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Sommersemester Modultitel Protein und Proteomanalytik/Massenspektrometrie von Biomolekülen Modulnummer/-kürzel CHE 460 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul MSc Molecular Life Sciences: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Verbindlich: CHE 21 A, CHE 21 B Teilnahme Empfohlen: Keine Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. Hartmut Schlüter Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Die Studierenden beherrschen die aktuellen Methoden der Protein- und Lernergebnisse Proteomanalytik und erlangen somit die Fähigkeit, in ihren zukünftigen wissenschaftlichen Projekten die richtigen Techniken zur Beantwortung proteomanalytischer Fragestellungen zu treffen. Inhalt In der Vorlesung erfolgen zunächst Begriffserläuterungen, Definitionen und die Geschichte der Proteomanalytik bevor detailierter auf Strategien der Proteom-Analytik, Bausteine der Proteomanalyse, Funktionelle Proteomanalysen und Clinical Proteomics eingegangen wird. Im Praktikum werden die Inhalte der Vorlesung anhand praktischer Beispiele vertieft Lehrveranstaltungen a) Proteomics (V) 2 SWS und Lehrformen b) Praktikum Proteomics (P) 3 SWS Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) a) Proteomics LP 3 P(Std) 28 S(Std) 28 PV(Std) 33 b) Praktikum Proteomics 3 42 28 20 Gesamtaufwand 6 70 56 53 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Art: mündliche Prüfung Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von Praktikumsversuchen der Studien- und (unbenotete Testate auf Protokolle). Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Einführung in die Zell- und Gentherapie Modulnummer/-kürzel CHE 466 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul MSc Molecular Life Sciences: Wahlmodul Voraussetzungen für die Verbindlich: CHE 21 A, CHE 21 B, CHE 414 Teilnahme Empfohlen: Keine Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. B. Fehse Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Die Studierenden beherrschen die allgemeinen Grundlagen der Zell- und Lernergebnisse Gentherapie und haben einen Überblick über den aktuellen Stand der Forschung und die Anwendung. Inhalt In der Vorlesung erfolgt eine Einführung in die Zell- und Gentherapie sowie zu Vektoren wie Retro- und Lentivirale Vektoren. Es werden Konzepte zur Gentherapie bei Erbkrankheiten, AIDS, Suizidgentherapie und Adoptive Immuntherapie erläutert. Außerdem werden Mesenchymale Stammzellen, iPS, Genmarkierung und Hämatopoietische Stammzelltransplantation behandelt und ethische Fragen der Gentherapie erläutert. Lehrveranstaltungen und Lehrformen a) Einführung in die Zell- und Gentherapie (S) Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) 2 SWS LP P(Std) S(Std) PV(Std) a) Einführung in die Zell- und Gentherapie 3 28 42 20 Gesamtaufwand 3 28 42 20 Voraussetzungen für Voraussetzungen zur Anmeldung zur Modulprüfung: Regelmäßige Teilnahme Teilnahme an und Art der Studien- und am Seminar. Art der Prüfung/Modulprüfung: Klausur Prüfungsleistungen Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Winter- und Sommersemester Modultitel Chromatographie in der Analytik und Reinigung von Molekülen Modulnummer/-kürzel CHE 468 Verwendbarkeit MSc Chemie: Wahlpflichtmodul MSc Molecular Life Sciences: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: Keine Empfohlen: Keine Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Die Studierenden beherrschen die aktuellen Methoden der Chromatographie, sind in der Lage Ergebnisse chromatographischer Experimente zu beurteilen und erlangen somit die Fähigkeit, in ihren zukünftigen wissenschaftlichen Projekten die richtigen Techniken zur Beantwortung analytischer Fragestellungen sowie zur Reinigung von Molekülen zu treffen. Inhalt • Begriffserläuterungen, Definitionen und die Geschichte der Chromatographie; • • Bedeutung der Chromatographie; Physikalisch-chemische Grundlagen der Chromatographie; • Gaschromatographie; • • Dünnschichtchromatographie; Flüssigchromatographie: Isokratische-, Gradienten-, Displacement- Elution, Flüssigchromatographiematerialien und deren Techniken, Normalphasenchromatographie, Umkehrphasenchromatographie (ReversedPhase), Ionenaustauschchromatographie, Hydrophobe Interaktionschromatographie, Hydrophile Interaktionschroma-tographie. Affinitätschromatographie, Graphitphasenchromato-graphie, Größenauschlußchromatographie, Gemischtephasen-Chromatographie (Hydroxylapatit, etc.), Systematische Optimierung; • Weitere Flüssigchromatographietechniken: Feld-Fluss-Fraktionierung, Gegenstromverteilungschromatographie (Counter-current-chromatography), Simulated-Moving-bed Chromatography, Superkritische Flüssigchromatographie; • Detektionstechniken der Chromatographie (UV, Massenspektrometer, etc.); • Analytische Anwendungen (inklusive Probenvorbereitung) der verschiedenen Chromatographietechniken bezogen auf Molekülklassen: kleine organische Moleküle, kleine Biomoleküle, Aminosäuren, Kohlenhydrate, Lipide, Biopolymere, Nukleotide, Peptide, Proteine, Polysaccharide; Präparative Anwendungen der Flüssigchromatographie (Down-stream Verfahren, z.B. zur Reinigung von biologischen Wirkstoffen) Lehrveranstaltungen a) Chromatographie (V) 2 SWS und Lehrformen b) Chromatographie Praktikum (P) 3 SWS Arbeitsaufwand LP P(Std) S(Std) PV(Std) 34 (Teilleistungen und a) Chromatographie 3 28 28 insgesamt) b) Chromatographie Praktikum 3 72 18 Gesamtaufwand 6 100 46 34 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art Modulabschlussprüfung: Mündliche Abschlussprüfung, die zu 100 % in die Gesamtbewertung eingeht. Voraussetzung ist eine erfolgreiche Teilnahme am der Studien- und Prüfungsleistungen Praktikum (unbenotete Testate auf Protokolle). Die Prüfungssprache ist Deutsch oder Englisch, in der Regel Deutsch. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Modulnummer/-kürzel Verwendbarkeit Voraussetzungen für die Teilnahme Modulverantwortliche(r) Sprache Angestrebte Lernergebnisse Inhalt Lehrveranstaltungen und Lehrformen Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) Membranproteine CHE 475 MSc Chemie: Wahlpflichtmodul MSc Molecular Life Sciences: Wahlpflichtmodul Verbindlich: CHE 21 A, CHE 21 B Empfohlen: Keine JProf. Dr. Henning Tidow Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Die Studierenden erwerben Kenntnisse in Funktion und Struktur von Membranproteinen sowie in Methoden zu deren Charakterisierung. In der Vorlesung und im Seminar werden die besonderen Charakteristika von Membranproteinen sowie die Struktur und Funktion verschiedener Membranproteinklassen behandelt, wobei inhaltliche Bezüge zu biochemischen Fragestellungen hergestellt werden. Zusätzlich werden biophysikalische Methoden zur Charakterisierung von Membranproteinen thematisiert. Im Praktikum werden Versuche zur Vertiefung des Vorlesungsstoffes durchgeführt. a) Membranproteine (V) 1 SWS 1 SWS b) Seminar Membranproteine (S) 3 SWS c) Praktikum Membranproteine (P) a) Membranproteine (V) b) Seminar Membranproteine (S) c) Praktikum Membranproteine (P) Gesamtaufwand Voraussetzungen für Teilnahme an und Art der Studien- und Prüfungsleistungen LP 1,5 1,5 3 P(Std) 14 14 42 S(Std) 14 14 45 PV(Std) 15 10 6 70 73 25 Dauer Häufigkeit des Angebots Mündliche Zwischenprüfungen vor Beginn der Praktikumsversuche sowie die Anfertigung von Versuchsprotokollen sind als unbenotete Studienleistung zu erbringen. Die schriftliche Prüfung (90 Minuten) erfolgt über Inhalte der Vorlesung, des Seminars und des Praktikums und stellt 100% der Gesamtbewertung. 1 Semester Jährlich im Wintersemester Modultitel Angewandtes, computerunterstütztes Wirkstoffdesign Modulnummer/-kürzel MBI-18-3 Verwendbarkeit Wahlpflichtmodul MSc Chemie und MSc Molecular Life Sciences Voraussetzungen für die Teilnahme Empfohlen: keine Verbindlich: keine Modulverantwortliche(r) Prof. Johannes Kirchmair Sprache Deutsch mit deutsch- und gegebenenfalls englischsprachigem Lehrmaterial oder Englisch mit englischsprachigem Lehrmaterial Die Studierenden verfügen über ein prinzipielles Verständnis für computerunterstütztes Wirkstoffdesign, haben Kenntnis über relevante Softwarepakete. Sie haben einen Überblick über relevante Datenquellen und können deren Qualität beurteilen. Sie sind in der Lage, neue, innovative Wirkstoffe für pharmazeutisch relevante Zielproteine abzuleiten. Die Studierenden erkennen welche Methoden und Software für das Lösen einer spezifischen Problemstellung des Wirkstoffdesigns am besten geeignet sind Angestrebte Lernergebnisse Inhalt und wie computerbasierte Modelle validiert werden können. In diesem Modul werden computergestützte Methoden und Anwendungsprogramme des Wirkstoffdesigns betrachtet und auf reale Fragestellungen angewendet. Die spezifischen Problemfelder können variieren und beispielsweise aus den folgenden Bereichen stammen: • Konzepte und Anwendungen des liganden- und strukturbasierten Wirkstoffdesigns • • Konzepte der Leitstrukturidentifizierung und -optimierung Chemische Datenbanken • Softwarepakete, inkl. Software für die graphische Entwicklung wissenschaftlicher Arbeitsabläufe • • Analyse und Aufbereitung biologischer und chemischer Datenbanken Virtuelles Screening: Pharmakophor- und shape-basierte Ansätze, Docking • • Fokussierte Molekülbibliotheken: Virtuelle kombinatorische Chemie de novo Design innovativer Wirkstoffe • • QSAR Methoden Proteinmodellierung • ADME Vorhersage bzw. PK/PD Modellierung • Vorhersage von Bioaktivitätsspektren: Wirkung und unerwünschte Wirkungen/Toxizität, Selektivität • • Modellierung biologischer Systeme Lehrveranstaltungen und Lehrformen Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) Voraussetzungen für Teilnahme an und Art der Studien- und Prüfungsleistungen Vorlesung Computer-unterstütztes Wirkstoffdesign (V) Übungen zu Computer-unterstütztes Wirkstoffdesign (Ü) LP P (Std) Vorlesung Computer-unterstütztes 3 28 Wirkstoffdesign 3 28 Übungen zu Computer-unterstütztes Wirkstoffdesign Gesamtaufwand 6 56 S (Std) 42 2 SWS 2 SWS PV (Std) 20 42 20 84 40 Dauer Häufigkeit des Angebots Studienleistungen: Regelmäßige und erfolgreiche Teilnahme an den Übungen; die Teilnahme gilt als erfolgreich, wenn alle Aufgaben bearbeitet wurden und ein überwiegender Anteil (mindestens 50%) in den Übungen abgenommen wurde; die Details zum abzunehmenden Anteil werden vom Veranstalter im ersten Veranstaltungstermin erläutert. Prüfungsleistungen: Gemeinsame Modulprüfung für alle Lehrveranstaltungen des Moduls; in der Regel schriftlich (Klausur) und in deutscher Sprache. Abweichungen werden vor der Anmeldung zum Modul bekannt gegeben. 1 Semester Jährlich im Sommersemester Modultitel Quantenphysik/ -chemie Modulnummer/-kürzel PHY-N-QPC Verwendbarkeit B.Sc. Nanowissenschaften: Pflichtmodul MSc. Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Verbindlich: keine Empfohlene: Physik A und Physik B für Nanowissenschaften, Physikalische Chemie III Modulverantwortliche(r) Mitglieder des Lehrkörpers aus den Fachbereichen Physik und Chemie Sprache Deutsch oder Englisch, in der Regel Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Einführung in die Konzepte der Quantentheorie und statistischen Physik. Anwendungen der erlernten Regeln und Gesetzmäßigkeiten auf Probleme und Experimente der Atom-, Molekül- und Festkörperphysik. Inhalt Lehrveranstaltungen und Lehrformen Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) • Historische Experimente zum Welle-Teilchen-Dualismus und den Grenzen der klassischen Physik • Theoretische Methoden der Quantenmechanik/chemie, z.B. Schrödinger-Gleichung, Eigenwerte, Wellenfunktionen, Operatoren, Hilbertraum und Bracketnotation • Modellsysteme, z.B. Potentialkasten (endlich, Kugel), Tunnelbarrieren, harmonischer Oszillator in 2D und 2. Quantisierung, starrer Rotator, Wasserstoffatom, Streuprozesse • Störungsrechnung und Fermis goldene Regel • Spin- und Bahn-Drehimpuls und Spin-Bahn-Koppelung • Statistische Physik (Boltzmann-, Bose-Einstein, Fermi-DiracVerteilung) • Anwendungen der Statistischen Physik in der Festkörperphysik, z.B. Elektronen in periodischen Potentialen, Bandstrukturen und Phononen. • Einführung Mehrteilchensysteme und Molekülphysik, z.B. Helium, Moleküle und Born-Oppenheimer Näherung • Hartree-Fock-Methode und Slatter-Determinante Quantenphysik/ -chemie (V) 4 SWS Übungen zu Quantenphysik/ -chemie (Ü) 2 SWS LP P (Std) S (Std) PV (Std) Quantenphysik/ -chemie (V) 6 56 62 62 Übungen zu Quantenphysik/ -chemie (Ü) 2 28 32 Gesamtaufwand 8 84 94 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art der Studien- und Prüfungsleistungen Modulabschlussprüfung: Klausur Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Mikrofluidik I Modulnummer/-kürzel PHY-MV-FN-E26 Verwendbarkeit MSc Nanowissenschaften: Wahlpflichtmodul MSc Physik: Wahlpflichtmodul 62 Sprache: in der Regel Deutsch, Abweichungen werden vor Beginn der Lehrveranstaltung bekannt gegeben. MSc Chemie: Wahlpflichtmodul Voraussetzungen für die Teilnahme Modulverantwortliche(r) Verbindlich: keine Empfohlene:grundlegende interdisziplinäre Grundkenntnisse in Nanowissenschaften, (physikalischer) Chemie und (Nanostruktur+)Physik Dr. Martin Trebbin Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Lernergebnisse Besitz von grundlegenden Kenntnissen und Kompetenzen aus dem Gebiet der Mikrofluidik und zugehöriger Methoden sowie ihre Anwendung in der Forschung. Dazu gehört eine Einführung in die Thematik sowie die Behandlung der Anwendungen der Mikrofluidik zur Untersuchung verschiedenster Systeme. Ziel der Veranstaltung ist es ein fundiertes Fachwissens zu vermitteln, um eine experimentelle Master-Arbeit im den interdisziplinären Gebiet der Mikrofluidik (Nanowissenschaften, Chemie, Physik) erfolgreich durchführen zu können. Inhalt Mikrofluidik I I. Einführung und Übersicht II. Grundlagen der Fluidphysik und Hydrodynamik auf der Mikroskala III. Mikrofabrikation und Herstellungsmethoden IV. Experimentelle Charakterisierungsmethoden V. Anwendungsbeispiele in Nanowissenschaften, Chemie, Physik und Life Sciences. Lehrveranstaltungen und Lehrformen Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) Mikrofluidik I (V) 2 SWS LP P (Std) S (Std) PV (Std) Mikrofluidik I (V) 3 28 28 34 Gesamtaufwand 3 28 28 34 Voraussetzungen für Teilnahme an und Art der Studien- und Prüfungsleistungen Voraussetzungen zur Anmeldung zur Modulprüfung: keine Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester Modultitel Masterarbeit Modulnummer/-kürzel CHE 132 Verwendbarkeit MSc Chemie: Pflichtmodul Voraussetzungen für die Voraussetzungen: Zur Masterarbeit kann zugelassen werden, wer alle Teilnahme Pflichtmodule und 51 LP im Wahlpflichtbereich erfolgreich abgeschlossen hat. Sprache Deutsch oder Englisch, i.d.R. Deutsch Angestrebte Die Studierenden sollen lernen, selbstständig wissenschaftlich zu arbeiten Lernergebnisse und sich hierbei exemplarische in ein Teilgebietes der Chemie in Theorie und Praxis vertiefen. Sie erlernen die Kenntnis der Regeln der guten Modulabschlussprüfung: Klausur od. mündl. Prüfung Abweichungen werden vor Beginn der Lehrveranstaltung bekannt gegeben. wissenschaftlichen Praxis sowie wichtiger Veröffentlichungen und Theorien des Spezialgebietes. Inhalt Vertiefte Bearbeitung eines aktuellen oder grundlegenden chemischen Themas in der Arbeitsgruppe eines Hochschullehrers mit Versuchsdesign, Aufstellung eines Arbeitsplans, Literaturrecherche (in der Bibliothek und im Internet), Erlernen der fachspezifischen Methodik, Dokumentation und Auswertung der Daten, Bewertung der Ergebnisse, kritische Diskussion im Vergleich zu wissenschaftlichen Publikationen und Vorträgen, Anfertigung einer Masterarbeit im Einklang mit den Regeln guter wissenschaftlicher Praxis sowie mündliche Präsentation mit anschließender Diskussion der Arbeit. Lehrveranstaltungen a) Masterarbeit (in der Regel experimenteller Teil und schriftliche und Lehrformen Ausarbeitung) b) Kolloquium mit anschließender Diskussion Arbeitsaufwand (Teilleistungen und insgesamt) 25 SWS 3 SWS LP P(Std) S(Std) a) Masterarbeit b) Kolloquium mit anschließender 25 650 100 Diskussion 5 Gesamtaufwand 30 PV(Std) 150 650 100 150 Voraussetzungen für Masterarbeit (5/6 der Modulabschlussnote), Präsentation über die Teilnahme an und Art der Studien- und Vorgehensweise und die erzielten Ergebnisse (1/6 der Modulabschlussnote). Voraussetzungen: Erfolgreiche Durchführung von in der Regel praktischen Prüfungsleistungen Arbeiten. Dauer 1 Semester Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
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