Lehre

Modulnummer: 13-111-1511-X, Pflichtmodul
Empfohlen für: 1. Semester
Titel (englisch): Mathematics for Chemists
Dauer: 1 Semester
Turnus: jedes Wintersemester
Lehrformen: Vorlesung "Mathematik für Chemiker" (3 SWS) = 45 h Präsenzzeit und 60 h Selbststudium = 105 h & Übung "Mathematik für Chemiker" (2 SWS) = 30 h Präsenzzeit und 75 h Selbststudium = 105 h
Ziele: Die Studierenden verfügen über mathematische Kenntnisse und Arbeitstechniken, die zum Verständnis der Inhalte von Chemie und Physik benötigt werden.
Inhalt: Grundlagen der linearen Algebra; Funktionen einer und mehrerer Variabler; Differentialrechnung; Integralrechnung; Reihenentwicklung; Extremwerte für Funktionen mehrerer Variabler; gewöhnliche Differentialgleichungen, Komplexe Zahlen
Voraussetzungen: keine
Prüfungsvorleistungen: Übungsaufgaben, von denen 50% korrekt gelöst sein müssen
Prüfungsleistungen: Klausur 90 Min., mit Wichtung: 1

Modulnummer: 13-111-0631-N, Pflichtmodul
Empfohlen für: 3. Semester
Titel (englisch): Introduction to Theoretical Chemistry
Dauer: 1 Semester
Turnus: jedes Wintersemester
Lehrformen: Vorlesung "Einführung in die Theoretische Chemie" (2 SWS) = 30 h Präsenzzeit und 60 h Selbststudium = 90 h & Praktikum "Einführung in die Theoretische Chemie" (2 SWS) = 30 h Präsenzzeit und 30 h Selbststudium = 60 h
Ziele: Die Studierenden kennen die Grundlagen der Theoretischen Chemie und beherrschen deren Methoden und Anwendungen.
Inhalt: Notwendigkeit der Quantentheorie. Historie. Die zeitunabhängige Schrödinger-Gleichung. Elektron im Potentialkasten. Harmonischer Oszillator. Starrer Rotator. Wasserstoffatom. Qualitative Aspekte der Mehrelektronenatome. Chemische Bindung. Molekülsymmetrie. Molekülschwingungen. Hückelsche MO-Theorie. Elektronenstruktur und Bindungseigenschaften von pi-Elektronen-Systemen und Allvalenzelektronen-Systemen
Voraussetzungen: Abschluss des Moduls "Einführung in die Physikalische Chemie I" (13-111-0411-X)
Prüfungsvorleistungen: Praktikumsleistung (5 Versuche/ 5 Antestate/ 5 Protokolle/ 5 Abtestate)
Prüfungsleistungen: Klausur 90 Min., mit Wichtung: 1

Modulnummer: 13-111-0431-X, Pflichtmodul
Empfohlen für: 4. Semester
Titel (englisch): Practical Course in Physical and Theoretical Chemistry
Dauer: 1 Semester
Turnus: jedes Sommersemester
Lehrformen:  Praktikum "Physikalische und Theoretische Chemie" (4 SWS) = 60 h Präsenzzeit und 70 h Selbststudium = 130 h & Seminar "Physikalische und Theoretische Chemie" (0,5 SWS) = 7,5 h Präsenzzeit und 12,5 h Selbststudium = 20 h
Ziele: Die Studierenden nutzen die Vertiefung der Kenntnisse der Grundlagen der Physikalischen Chemie zum, Einführung in physikochemischen Experimentieren; sie reflektieren die Verlässlichkeit experimenteller Ergebnisse
Inhalt: Praktikum: Versuche zur Thermodynamik, Kinetik, Elektrochemie, Grenzflächenchemie (bspw. kritische Größen realer Gase, Kalorimetrie, Phasendiagramme, Kolligative Eigenschaften, Überführungszahl und Ionenwanderungsgeschwindigkeit, Zellspannungen, Hydrolyse, Autokatalyse, Heterogene Katalyse), Einführung in Simulationsrechnungen. Das Praktikum wird durch Seminare begleitet.
Voraussetzungen: Abschluss des Moduls "Physikalische Chemie II" (13-111-0441-X) und des Moduls "Einführung in die Theoretische Chemie" (13-111-0631-N)
Prüfungsvorleistungen: keine
Prüfungsleistungen: Praktikumsleistung (12 Antestate und 12 Protokolle), mit Wichtung: 1

Modulnummer: 13-111-0451-X, Pflichtmodul
Empfohlen für: 5. Semester
Titel (englisch): Advanced Physical and Theoretical Chemistry I
Dauer: 1 Semester
Turnus: jedes Wintersemester
Lehrformen: Vorlesung "Vertiefende Physikalische und Theoretische Chemie I" (2 SWS) = 30 h Präsenzzeit und 30 h Selbststudium = 60 h & Praktikum "Vertiefende Physikalische und Theoretische Chemie I" (2,5 SWS) = 37,5 h Präsenzzeit und 34,5 h Selbststudium = 72 h & Seminar "Vertiefende Physikalische und Theoretische Chemie I" (0,5 SWS) = 7,5 h Präsenzzeit und 10,5 h Selbststudium = 18 h
Ziele: Die Studierenden verfügen über Grundkenntnisse der Eigenschaften von Oberflächen und Makromolekülen und können den Einsatz experimenteller spektroskopischer Methoden zur Untersuchung in Chemie beurteilen.
Inhalt: Vorlesung: Festkörper (chemische Bindung, Oberflächen, Magnetismus), Makromoleküle (Aggregation, Nukleation und Selbstorganisation) und moderne theoretische Methoden. Praktikum: Experimente und Simulationen zur Spektroskopie und zu Oberflächenphänomenen.
Voraussetzungen: Teilnahme am Praktikum "Physikalische und Theoretische Chemie" (13-111-0431-X)
Prüfungsvorleistungen: keine
Prüfungsleistungen: Klausur 90 Min., Wichtung: 1 & Praktikumsleistung (6 Antestate und 6 Protokolle), mit Wichtung: 1

Modulnummer: 13-111-0466-X, Wahlpflichtmodul
Empfohlen für: 6. Semester
Titel (englisch): Advanced Physical and Theoretical Chemistry II
Dauer: 1 Semester
Turnus: jedes Sommersemester
Lehrformen: Praktikum "Vertiefende Physikalische und Theoretische Chemie II" (2 SWS) = 30h Präsenzzeit und 45 h Selbststudium = 75 h & Seminar "Vertiefende Physikalische und Theoretische Chemie II" (2 SWS) = 30 h Präsenzzeit und 45 h Selbststudium = 75 h
Ziele: Die Studierenden kennen aktuelle experimentelle und theoretische Methoden zur Charakterisierung von Molekülen und Festkörpern und sind in der Lage diese anzuwenden.
Inhalt: Praktikum: Komplexe Experimente zur Spektroskopie und zu Oberflächenphänomenen in Kombination mit Computersimulationen. Das Praktikum wird durch Seminare begleitet.
Voraussetzungen: Vorherige oder gleichzeitige Teilnahme am Modul "Vertiefende Physikalische und Theoretische Chemie I"
Prüfungsvorleistungen: keine
Prüfungsleistungen: Praktikumsleistung (6 Antestate und 6 Protokolle), mit Wichtung: 2 & Referat 20 Min., mit Wichtung: 1

Modulnummer: 13-121-0623, Wahlpflichtmodul
Empfohlen für: 1./3. Semester
Titel: (englisch): Applications in Theoretical Chemistry
Dauer: 1 Semester
Turnus: jedes Wintersemester
Lehrformen: Vorlesung "Advanced Methods in Theoretical Chemistry" (4 SWS) = 60 h Präsenzzeit und 90 h Selbststudium = 150 h
Verwendbarkeit: M.Sc. Chemie, M.Sc. Structural Chemistry and Spectroscopy, M.Sc. Advanced Spectroscopy in Chemistry
Ziele: Die Studierenden verfügen über Kenntnisse moderner Methoden der Theoretischen Chemie und Computational Chemistry und sind in der Lage diese auf aktuelle Forschungsfragen anzuwenden.
Inhalt: Methoden zur Analyse der chemischen Bindung für Moleküle, Oberflächen und Festkörper, Methoden zur Behandlung dynamischer Prozesse, kinetisches Monte Carlo, fortgeschrittene Dichtefunktionaltheorie-Methoden, aktuelle Forschungsgebiete in der Theoretischen Chemie und Computational Chemistry, neue methodische Entwicklungen. Anwendungen auf Fragestellung des atomic scale processing. Grundlagen der Dichtefunktionaltheorie werden vorausgesetzt.
Voraussetzungen: keine
Prüfungsvorleistungen: keine
Prüfungsleistungen: Mündliche Prüfung 30 Min., mit Wichtung: 1

Modulnummer: 13-121-0641, Wahlpflichtmodul
Empfohlen für: 1./3. Semester
Titel: (englisch): Computational Spectroscopy
Dauer: 1 Semester
Turnus: jedes Wintersemester
Lehrformen: Vorlesung "Spektroskopie mit dem Computer" (2 SWS) = 30 h Präsenzzeit und 30 h Selbststudium = 60 h & Praktikum "Spektroskopie mit dem Computer" (3 SWS) = 45 h Präsenzzeit und 45 h Selbststudium = 90 h
Verwendbarkeit: M.Sc. Advanced Spectroscopy in Chemistry, M.Sc. Chemie, M.Sc. Chemistry and Biotechnology, M.Sc. Structural Chemistry and Spectroscopy
Ziele: Die Studierenden lernen, mit Hilfe moderner Methoden der Computerchemie Spektren zu berechnen und über den Vergleich mit berechneten Größen Struktur und Eigenschaften von Molekülen zu bestimmen.
Inhalt: Grundlagen der Dichtefunktionaltheorie, Geometrieoptimierung, Ionisierungspotential und Elektronenaffinität, Polarisierbarkeiten, Schwingungsspektroskopie (IR und Raman), NMR, EPR und UV/Vis-Spektroskopie
Voraussetzungen: keine
Prüfungsvorleistungen: keine
Prüfungsleistungen: Praktikumsleistung, mit Wichtung: 1

Modulnummer: 13-121-0621, Wahlpflichtmodul
Empfohlen für: 2. Semester
Titel: (englisch): Modern Methods in Theoretical Chemistry
Dauer: 1 Semester
Turnus: jedes Sommersemester
Lehrformen:  Vorlesung "Moderne Methoden der Theoretischen Chemie" (4 SWS) = 60 h Präsenzzeit und 60 h Selbststudium = 120 h &  Übung "Moderne Methoden der Theoretischen Chemie" (1 SWS) = 15 h Präsenzzeit und 15 h Selbststudium = 30 h
Verwendbarkeit: M.Sc. Chemie, M.Sc. Structural Chemistry and Spectroscopy
Ziele: Die Studierenden kennen die einschlägigen Techniken (siehe Inhalt) und können deren Anwendbarkeit auf verschiedene Systeme und Fragestellungen beurteilen. Die Studierenden sind in der Lage selbstständig Computersimulationen an Cluster- und periodischen Systemen durchzuführen und kritisch deren Gültigkeit einzuschätzen. Die Studierenden haben erste Grundkenntnisse über die Born-Oppenheimer-Näherung und die Beschränkung auf zeitunabhängige Phänomene hinaus gewonnen.
Inhalt: Methoden zur Berücksichtigung der Elektronenkorrelation (Post-Hartree-Fock-Verfahren, Dichtefunktionaltheorie), Methoden zur Berechnung sehr großerSysteme, Superzellansätze zur Berechnung periodischer Strukturen, Methoden zur Behandlung dynamischer Prozesse.
Voraussetzungen: keine
Prüfungsvorleistungen: keine
Prüfungsleistungen: Mündliche Prüfung 30 Min., mit Wichtung: 1

Modulnummer: 13-121-0642, Wahlpflichtmodul
Empfohlen für: 2. Semester
Titel: (englisch): Computational Chemistry of Solids
Dauer: 1 Semester
Turnus: jedes Sommersemester
Lehrformen: Vorlesung "Computerchemie für Festkörper" (2 SWS) = 30 h Präsenzzeit und 30 h Selbststudium = 60 h & Praktikum "Computerchemie für Festkörper" (3 SWS) = 45 h Präsenzzeit und 45 h Selbststudium = 90 h
Verwendbarkeit: M.Sc. Advanced Spectroscopy in Chemistry, M.Sc. Chemie, M.Sc. Chemistry and Biotechnology, M.Sc. Structural Chemistry and Spectroscopy
Ziele: Die Studierenden lernen Methoden kennen, die zur quantentheoretischen Beschreibung von Festkörpern geeignet sind. Sie erlernen die Grundlagen der elektronischen und vibronischen Struktur von Festkörpern und erhalten über Beispiele einen Einblick in aktuelle Forschungsfelder der Materialchemie.
Inhalt: Kristallgitter, reziprokes Gitter, Sommerfeld-Modell, Bandstruktur, elektronische Zustandsdichte, Magnetismus, Phononen, Nanostrukturen, zweidimensionale Kristalle, topologische Isolatoren.
Voraussetzungen: keine
Prüfungsvorleistungen: keine
Prüfungsleistungen: Praktikumsleistung, mit Wichtung: 1

Modulnummer:  13-121-0631, Wahlpflichtmodul
Empfohlen für: 3. Semester
Titel (englisch): Practical Course Theoretical Chemistry
Dauer: 1 Semester
Turnus: jedes Semester
Lehrformen: Praktikum "Vertiefungspraktikum Theoretische Chemie" (10 SWS) = 150 h Präsenzzeit und 150 h Selbststudium = 300 h
Verwendbarkeit: M.Sc. Chemie
Ziele: Die Studierenden gewinnen durch selbstständiges wissenschaftliches Arbeiten erste Einblicke in die Bearbeitung von Problemstellungen in einem aktuellen Forschungsprojekt. Sie sind in der Lage die grundlegenden, insbesondere aber die modernen Methoden und Berechnungen der Theoretischen Chemie anzuwenden.
Inhalt: Semiempirische Verfahren: HMO, EHT, AM1. Quantenchemische ab-initio-Verfahren: Hartree-Fock-Verfahren, Post-Hartree-Fock-Verfahren. Dichtefunktionalmethoden. Moleküldynamik. Periodische Systeme: Superzellen-DFT-Methode. Einführung in UNIX-Betriebssysteme.
Voraussetzungen: Teilnahme am Modul 13-121-0621
Prüfungsvorleistungen: keine
Prüfungsleistungen: Praktikumsleistung, mit Wichtung: 1

Modulnummer: 13-231-0221, Pflichtmodul
Empfohlen für: 2. Semester
Titel (englisch): Inorganic Chemistry I
Dauer: 1 Semester
Lehrformen: Vorlesung "Mathematik für Chemiker" (2 SWS) = 30 h Präsenzzeit und 20 h Selbststudium = 50 h & Seminar "Mathematik für Chemiker" (1 SWS) = 15 h Präsenzzeit und 25 h Selbststudium = 40 h
Verwendbarkeit: Lehramt Chemie und B.Sc. Wirtschaftspädagogik
Ziele: Die Studierenden lernen die Chemie der Hauptgruppenelemente, erlernen Kenntnisse der wichtigsten Eigenschaften und des qualitativ analytischen Nachweises der Elemente sowie die Grundlagen der mathematischen Behandlung fachspezifischer Probleme der Chemie.
Inhalt: Zahlensysteme, Skalare, Vektoren, elementare Funktionen, Folgen und Reihen, Differential- und Integralrechnung, Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik.
Voraussetzungen: Teilnahme an Modul "Allgemeine Chemie" (13-231-0211)
Prüfungsleistungen: Klausur 90 Min., mit Wichtung: 0 (Prüfungsleistung muss bestanden werden)