Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2021

Interdisziplinäre Naturwissenschaften Bachelor Information
Biochemisch-Physikalischen Fachrichtung
4. Semester (Biochemisch-Physikalische Richtung)
Prüfungsblock
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
529-0431-00LPhysikalische Chemie III: Molekulare Quantenmechanik Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen O4 KP4GF. Merkt
KurzbeschreibungPostulate der Quantenmechanik, Operatorenalgebra, Schrödingergleichung, Zustandsfunktionen und Erwartungswerte, Matrixdarstellung von Operatoren, das Teilchen im Kasten, Tunnelprozess, harmonische Oszillator, molekulare Schwingungen, Drehimpuls und Spin, verallgemeinertes Pauli Prinzip, Störungstheorie, Variationsprinzip, elektronische Struktur von Atomen und Molekülen, Born-Oppenheimer Näherung.
LernzielEs handelt sich um eine erste Grundvorlesung in Quantenmechanik. Die Vorlesung beginnt mit einem Überblick über die grundlegenden Konzepte der Quantenmechanik und führt den mathematischen Formalismus ein. Im Folgenden werden die Postulate und Theoreme der Quantenmechanik im Kontext der experimentellen und rechnerischen Ermittlung von physikalischen Grössen diskutiert. Die Vorlesung vermittelt die notwendigen Werkzeuge für das Verständnis der elementaren Quantenphänomene in Atomen und Molekülen.
InhaltPostulate und Theoreme der Quantenmechanik: Operatorenalgebra, Schrödingergleichung, Zustandsfunktionen und Erwartungswerte. Lineare Bewegungen: Das freie Teilchen, das Teilchen im Kasten, quantenmechanisches Tunneln, der harmonische Oszillator und molekulare Schwingungen. Drehimpulse: Spin- und Bahnbewegungen, molekulare Rotationen. Elektronische Struktur von Atomen und Molekülen: Pauli-Prinzip, Drehimpulskopplung, Born-Oppenheimer Näherung. Grundlagen der Variations- und Störungtheorie. Behandlung grösserer Systeme (Festkörper, Nanostrukturen).
SkriptEin Vorlesungsskript in Deutsch wird erhältlich sein. Das Skipt ersetzt allerdings NICHT persönliche Notizen und deckt nicht alle Aspekte der Vorlesung ab.
529-0222-00LOrganic Chemistry IIO3 KP2V + 1UB. Morandi
KurzbeschreibungThis course builds on the material learned in Organic Chemistry I or Organic Chemistry II for Biology/Pharmacy Students. Topics include advanced concepts and mechanisms of organic reactions and introductions to pericyclic and organometallic reactions. The basics or retro- and forward synthesis are also introduced.
LernzielGoals of this course include a deeper understanding of basic organic reactions and mechanisms as well as advanced transformations. Reactive intermediates including carbenes and nitrenes are covered, along with methods for their generation and use in complex molecule synthesis. Frontier molecular orbital theory (FMO) is introduced and used to rationalize pericyclic reactions including Diels Alder reactions, cycloadditions, and rearrangements (Cope, Claisen). The basic concepts and key reactions of catalytic organometallic chemistry, which are key methods in modern organic synthesis, are introduced, with an emphasis on their catalytic cycles and elementary steps. All of these topics are combined in an overview of strategies for complex molecule synthesis, with specific examples from natural product derived molecules used as medicines.
InhaltRedox neutral reactions and rearrangements, advanced transformations of functional groups and reaction mechanisms, carbenes and nitrenes, frontier molecular orbital theory (FMO), cycloadditions and pericyclic reactions, introduction to organometallic chemistry and catalytic cross couplings, protecting groups, retrosynthetic analysis of complex organic molecules, planning and execution of multi-step reactions.
SkriptThe lecture notes and additional documents including problem sets are available as PDF files online, without charge. Link: Link
LiteraturClayden, Greeves, and Warren. Organic Chemistry, 2nd Edition. Oxford University Press, 2012.
Wahlfächer
Im Bachelor-Studiengang Interdisziplinäre Naturwissenschaften können die Studierenden prinzipiell alle Lehrveranstaltungen wählen, die in einem Bachelor-Studiengang der ETH angeboten werden.

Zu Beginn des 2. Studienjahrs legt jede/r Studierende in Absprache mit dem Studiendelegierten für Interdisziplinäre Naturwissenschaften sein/ihr individuelles Studienprogramm fest. Siehe Studienreglement 2018 für Details.
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
529-0058-00LAnalytische Chemie IIW3 KP3GD. Günther, D. Bleiner, T. Bucheli, M.‑O. Ebert, G. Schwarz
KurzbeschreibungVertiefung in den wichtigsten elementaranalytischen und spektroskopischen Methoden sowie ihrer Anwendung in der Praxis, aufbauend auf der Vorlesung Analytische Chemie I. Vorstellung der wichtigsten Trennmethoden.
LernzielPraxisnahe Anwendung und Vertiefung des spektroskopischen und elementaranalytischen Grundwissens der Vorlesung Analytische Chemie I.
InhaltPraxis des kombinierten Einsatzes spektroskopischer Methoden zur Strukturaufklärung und praktischer Einsatz elementaranalytischer Methoden. Komplexere NMR-Methoden: Aufnahmetechnik, analytisch-chemische Anwendungen von Austauschphänomenen, Doppelresonanz, Spin-Gitter-Relaxation, Kern-Overhauser-Effekt, analytisch-chemische Anwendungen der experimentellen 2D- und Multipuls-NMR-Spektroskopie, Verschiebungsreagenzien. Anwendung chromatographischer und elektrophoretischer Trennverfahren: Grundlagen, Arbeitstechnik, Beurteilung der Qualität eines Trennsystems, van-Deemter-Gleichung, Gaschromatographie, Flüssigchromatographie (HPLC, Ionenchromatographie, Gelpermeation, Packungsmaterialien, Gradientenelution, Retentionsindex), Elektrophorese, elektroosmotischer Fluss, Zonenelektrophorese, Kapillarelektrophorese, isoelektrische Fokussierung, Elektrochromatographie, 2D-Gelelektrophorese, SDS-PAGE, Field Flow Fractionation, Vertiefung in Atomabsorptions-Spektroskopie, Atomemissions-Spektroskopie und Röntgenfluoreszenz-Spektroskopie, ICP-OES, ICP-MS.
SkriptEin Skript zur Vorlesung wird den Studierenden digital zur Verfügung gestellt.
LiteraturLiteraturlisten werden in der Vorlesung verteilt.
Voraussetzungen / BesonderesÜbungen zur Spektreninterpretation und zu den Trennmethoden erfolgen im Rahmen der Vorlesung. Zusätzlich wird die Veranstaltung 529-0289-00 "Instrumentalanalyse organischer Verbindungen" (4. Semester) empfohlen.

Voraussetzung: 529-0051-00 "Analytische Chemie I (3. Semester)"
401-1662-10LNumerische Methoden Information W6 KP4G + 2UV. C. Gradinaru
KurzbeschreibungDieser Kurs gibt eine Einführung in numerische Methoden für Studierende der Physik. Abgedeckt werden Methoden der linearen Algebra, der Analysis (Nullstellensuche von Funktionen, Integration ) und der
gewöhnlicher Differentialgleichungen. Der Schwerpunkt liegt auf dem Erwerb von Fertigkeiten in der Anwendung von numerischen Verfahren.
LernzielÜbersicht über die wichtigsten Algorithmen zur Lösung der grundlegenden numerischen Probleme in der Physik und ihren Anwendungen;
Übersicht über Software Repositorien zur Problemlösung;
Fertigkeit konkrete Probleme mit diesen Werkzeugen numerisch zu lösen;
Fähigkeit numerische Resultate zu interpretieren
InhaltLineare und nichtlineare Ausgleichsrechnung, nichtlineare Gleichungen (Skalar und Systeme), numerische Integration, Anfangswertprobleme für gewöhnliche Differentialgleichungen
SkriptAuf der Webseite der Vorlesung werden die Vorlesungsnotitzen, Folien und der entstehende Skript so wie weitere relevante Links verfügbar.
LiteraturDie Leseliste wird während der Vorlesung und auf der Web-Seite der Vorlesung bekannt gegeben.
Voraussetzungen / BesonderesErwartet werden solide Kenntnisse in Analysis (Approximation und Vectoranalysis: grad, div, curl) und linearer Algebra (Gauss-Elimination, Matrixzerlegungen, sowie Algorithmen, Vektor- und Matrizenrechnung: Matrixmultiplikation, Determinante, LU-Zerlegung nicht-singulärer Matrizen).

Es wird das Study Center angeboten:
Do 17-20 im HG E 41
Fr 17-20 im HG E 41
401-1152-02LLineare Algebra II Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen W7 KP4V + 2UM. Akka Ginosar
KurzbeschreibungEigenwerte und Eigenvektoren, Jordan-Normalform, Bilinearformen, Euklidische und Unitäre Vektorräume, ausgewählte Anwendungen.
LernzielVerständnis der wichtigsten Grundlagen der Linearen Algebra.
LiteraturSiehe Lineare Algebra I
Voraussetzungen / BesonderesLineare Algebra I
529-0440-00LPhysical Electrochemistry and ElectrocatalysisW6 KP3GT. Schmidt
KurzbeschreibungFundamentals of electrochemistry, electrochemical electron transfer, electrochemical processes, electrochemical kinetics, electrocatalysis, surface electrochemistry, electrochemical energy conversion processes and introduction into the technologies (e.g., fuel cell, electrolysis), electrochemical methods (e.g., voltammetry, impedance spectroscopy), mass transport.
LernzielProviding an overview and in-depth understanding of Fundamentals of electrochemistry, electrochemical electron transfer, electrochemical processes, electrochemical kinetics, electrocatalysis, surface electrochemistry, electrochemical energy conversion processes (fuel cell, electrolysis), electrochemical methods and mass transport during electrochemical reactions. The students will learn about the importance of electrochemical kinetics and its relation to industrial electrochemical processes and in the energy seactor.
InhaltReview of electrochemical thermodynamics, description electrochemical kinetics, Butler-Volmer equation, Tafel kinetics, simple electrochemical reactions, electron transfer, Marcus Theory, fundamentals of electrocatalysis, elementary reaction processes, rate-determining steps in electrochemical reactions, practical examples and applications specifically for electrochemical energy conversion processes, introduction to electrochemical methods, mass transport in electrochemical systems. Introduction to fuel cells and electrolysis
SkriptWill be handed out during the Semester
LiteraturPhysical Electrochemistry, E. Gileadi, Wiley VCH
Electrochemical Methods, A. Bard/L. Faulkner, Wiley-VCH
Modern Electrochemistry 2A - Fundamentals of Electrodics, J. Bockris, A. Reddy, M. Gamboa-Aldeco, Kluwer Academic/Plenum Publishers
701-0401-00LHydrosphäreW3 KP2VR. Kipfer, M. H. Schroth
KurzbeschreibungDie Vorlesung beschreibt die Prozesse, welche den Wasserkreislauf der Erde bestimmen. Hierzu werden die Energieflüsse sowie die Mischungs- und Transportprozesse in aquatischen Systemen beschrieben. Inhaltliche und methodische Zusammenhänge zwischen Hydrospäre, Atmosphäre und Pedosphäre werden aufgezeigt.
LernzielQualitatives und quantitatives Verständnis der physikalischen (und geochemischen) Prozesse, welche die natürliche Dynamik im Grundwasser, Seen und Ozeanen bestimmen und den Austausch von Stoffen und Energie steuern.
InhaltThemen der Vorlesung.
Physikalische Eigenschaften des Wassers (Dichte und Zustandsgleichung)
- Globale Wasserresourcen
Prozesse an Grenzflächen
- Energieflüsse (thermisch, kinetisch)
- Verdunstung, Gasaustausch
Stehende Oberflächengewässer (Meer, Seen)
- Wärmebilanz
- vertikale Schichtung und globale thermohaline Zirkulation / grossskalige Strömungen
- Turbulenz und Mischung
- Mischprozesse in Fliessgewässern
Grundwasser und seine Dynamik.
- Grundwasser als Teil des hydrologischen Kreislaufs
- Einzugsgebiete, Wasserbilanzen
- Grundwasserströmung: Darcy-Gesetz, Fliessnetze
- hydraulische Eigenschaften
Grundwasserleiter und ihre Eigenschaften
- Hydrogeochemie: Grundwasser und seine Inhaltsstoffe, Tracer
- Wassernutzung: Trinkwasser, Energiegewinnung, Bewässerung
Fallbeispiele: 1. Wasser als Ressource, 2. Wasser und Klima
SkriptErgänzend zu den empfohlenen Lehrmitteln werden Unterlagen abgegeben.
LiteraturDie Vorlesung stützt sich auf folgende Lehrmittel:
a) Park, Ch., 2001, The Environment, Routledge, 2001
b) Fitts, C.R., 2013. Groundwater Science. 2nd ed., Academic Press, Amsterdam.
Voraussetzungen / BesonderesDie Fallbeispiele und die selbständig zu bearbeitende Uebungen sind ein obligatorischer Bestandteil der Lehrveranstaltung.
701-0245-00LEvolutionary AnalysisW2 KP2VS. Wielgoss, G. Velicer
KurzbeschreibungThis course introduces important questions about the evolutionary processes involved in the generation and maintenance of biological diversity across all domains of life and how evolutionary science investigates these questions.
LernzielThis course introduces important questions about the evolutionary processes involved in the generation and maintenance of biological diversity across all domains of life and how evolutionary science investigates these questions. The topics covered range from different forms of selection, phylogenetic analysis, population genetics, life history theory, the evolution of sex, social evolution to human evolution. These topics are important for the understanding of a number of evolutionary problems in the basic and applied sciences.
InhaltTopics likely to be covered in this course include research methods in evolutionary biology, adaptation, evolution of sex, evolutionary transitions, human evolution, infectious disease evolution, life history evolution, macroevolution, mechanisms of evolution, phylogenetic analysis, population dynamics, population genetics, social evolution, speciation and types of selection.
LiteraturTextbook:
Evolutionary Analysis
Scott Freeman and Jon Herron
5th Edition, English.
Voraussetzungen / BesonderesThe exam is based on lecture and textbook.
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