Modultitel

  • Allgemeine Chemie I und II – Theorie

Modultitel (Englisch)

Lehrveranstaltungen des Moduls

Lehrveranstaltungen im Wintersemester (Modul B1)

  • Grundlagen der Anorganischen Chemie I - Vorlesung, 2SWS
  • Grundlagen der Organischen Chemie I - Vorlesung, 2SWS
  • Grundlagen der Physikalischen Chemie I - Vorlesung, 2SWS
  • Grundlagen der Chemie - Übungen, 2SWS

Lehrveranstaltungen im Sommersemester (Modul B3)

  • Grundlagen der Anorganischen Chemie II - Vorlesung, 2 SWS
  • Grundlagen der Organischen Chemie II - Vorlesung, 2 SWS
  • Grundlagen der Physikalischen Chemie II - Vorlesung, 2 SWS
  • Grundlagen der Chemie - Übungen, 2 SWS

Lehrinhalte

Ziel des Moduls Allgemeine Chemie ist der Erwerb eines grundlegenden Verständnisses der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Molekülen entsprechend unserer heutigen Vorstellungen. Die Veranstaltungen umfassen Vorlesungen, Übungen und Selbststudium. Die Vorlesungen werden von einschlägigen Vertretern der Teilgebiete Anorganische, Organische und Physikalische Chemie gestaltet, wobei durch Bezugnahme auf die parallel laufenden Veranstaltungen der jeweils anderen Teilgebiete die Chemie als Gesamtheit vermittelt wird. In den Übungen werden die Studierenden in kleinen Gruppen von Assistenten betreut. Dort werden Themen aus der Vorlesung aufgegriffen. Ein Teil der gestellten Aufgaben dient dem Erwerb eines sicheren Umgangs mit dem in der Vorlesung behandelten Lernstoff. Ein anderer Teil der Aufgaben soll Analogien aufzeigen, Prinzipien verdeutlichen und Verständnis und Lösungskompetenz fördern. Folgende Themen werden besprochen:
Anorganische Chemie: Aufbau der Materie (Atome, Periodensystem, Moleküle, Arten der chemischen Bindung, Bindungskonzepte: VSEPR-Modell, MO-Theorie); Chemie in wässriger Lösung, Säure-Base-Theorien, Solvatation, Hydrolyse, Stöchiometrie, Löslichkeitsprodukt, pH- und pK-Wert-Berechnungen, Titrationen, Puffersysteme, Hydroxidfällung, Sulfidfällung; Komplexe; Redox-Reaktionen; Strukturchemie (Kristallsysteme, Gittertypen, Kugelpackungen); Chemie in Schmelzen; Kolloidchemie; Überblick über Hauptgruppenelemente, Chemie ausgewählter Hauptgruppenelemente (Wasserstoff, Edelgase, Alkali-, Erdalkalimetalle, Halogene, Sauerstoff, Schwefel, Bor, Aluminium, Stickstoff, Phosphor, Kohlenstoff, Silicium); Überblick über Nebengruppenelemente, Chemie ausgewählter Nebengruppenelemente (Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Edelmetalle), zusammenfassende Betrachtung der Elemente aus dem 4d- und 5d-Block; Magnetismus, Isomerien, Ligandenfeld-Theorie, Elektronenanregungsspektren, Beispiele aus der Bioanorganischen Chemie, Cluster-Chemie und Archäometrie, Anwendungen der Chemometrie.

Organische Chemie: Qualitative LCAO zur Beschreibung der Bindungen in organischen Molekülen, Hybridisierung, Molekülgeometrie (Isomerie, Konstitution, Konformation, Konfiguration, Chiralität), relative thermodynamische Stabilität von Isomeren; Bindung und Mesomerie; Stoffklassen und Nomenklatur (Alkane, Alkene, Alkine, Aromaten, organische Halogenide, Alkohole, Thioalkohole, Ether, Thioether, Amine, Azide, Nitro- und Azo-Verbindungen, Verbindungen mit Carbonyl- und Carboxyl-Gruppen, deren Derivate und Schwefel-Homologe); Beispiele von Naturstoffen zu diesen Stoffklassen (Terpene, Alkaloide, Pflanzenfarbstoffe, Kohlenhydrate, Aminosäuren, Peptide, Nucleinsäuren, Lipide); typische Reaktionen (Addition, Eliminierung, Substitution, Oxidation, Reduktion) der funktionellen Gruppen, ausgewählte Reaktionsmechanismen und energetischer Verlauf der Reaktionen (Hammond-Postulat, relative thermodynamische Stabilität von Zwischenstufen, elektronische Substituenteneffekte, Mesomerie, konkurrierende Reaktionen, Einfluss des Lösemittels, Regioselektivität, Stereoselektivität.


Physikalische Chemie: Wärmesatz von Hess; physikalische Eigenschaften von Verbindungen, zwischenmolekulare Kräfte; chemische Thermodynamik (Temperatur, Energie, Enthalpie, Arbeit, Entropie, Hauptsätze der Thermodynamik, physikalische und chemische Zustandsänderung), kinetische Gastheorie (Temperatur und kinetische Energie, Wärmekapazität von Gasen), chemische Kinetik (Reaktionsgeschwindigkeit, Reaktionsordnung, Aktivierungsenergie, Arrhenius-Gleichung, Katalyse), Phasenumwandlungen (Phasendiagramme von Reinsubstanzen, Clausius-Gleichung), Elektrochemie (Leitfähigkeit, Nullstrompotential und Thermodynamik), Transporterscheinungen (Diffusion, Wärmeleitung, Viskosität).

Kompetenzen

Die Studierenden sollen nach Abschluss der zwei Module Allgemeine Chemie mit den wesentlichen Konzepten und Modellvorstellungen und der Terminologie zur Beschreibung chemischer Verbindungen und Reaktionen vertraut sein. Außerdem soll die Verflechtung mit technischen Disziplinen und mit anderen Wissenschaften wie beispielsweise Biologie, Physik und Geologie sowie die Relevanz der Chemie im täglichen Leben aufgezeigt werden. Für Studierende, die keine weitere Chemie-Veranstaltung belegen, vermittelt sie die grundlegenden Kenntnisse und wichtigsten Konzepte der Chemie.

Anzahl Einzelleistungen (benotet und unbenotet)

  • Modul B1: zwei schriftliche, unbenotete Einzelleistungen
  • Modul B3: eine schriftliche, unbenotete Einzelleistung (NWI); eine benotete Einzelleistung (MBT),

die die jeweiligen Teilgebiete (Anorg., Org., Physikal. Chemie) proportional zum Anteil an der Vorlesungszeit umfassen.

Prüfungsformen

Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

  • je Modul 10 LP

In der Vorlesungszeit: Präsenzzeit: 120h, Vor- und Nachbereitung: 90h;
in der vorlesungsfreien Zeit: 90h

Teilnahmevoraussetzungen und Vorkenntnisse

Es gibt keine Voraussetzung für die Teilnahme. Allerdings bauen die Inhalte der Veranstaltungen des zweiten Semesters auf denen des ersten Semesters auf.

Modultyp und Verwendbarkeit

Fakultät für Chemie:

Alle Profile im Kern- und Nebenfach, Bachelor Physik Profile Biophysik, Nanophysik

Technische Fakultät:
Pflichtmodul für die Bachelorstudiengänge

  • Naturwissenschaftliche Informatik (Vertiefung Chemie)
  • Molekulare Biotechnologie

Dauer des Moduls / Angebotsturnus

Die Veranstaltung Allgemeine Chemie - Theorie erstreckt sich über zwei Semester und wird im jährlichen Turnus mit Beginn im Wintersemester angeboten.