Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2018
Interdisziplinäre Naturwissenschaften Bachelor | ||||||
Biochemisch-Physikalischen Fachrichtung | ||||||
2. Semester (Biochemisch-Physikalische Richtung) | ||||||
Obligatorische Fächer Basisprüfung | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
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551-0106-00L | Grundlagen der Biologie IB | O | 5 KP | 5G | S. C. Zeeman, J. Levine, O. Y. Martin, M. Stoffel, G. Velicer, A. Wutz | |
Kurzbeschreibung | Die Vorlesung vermittelt eine Einführung in die Grundlagen der Evolution, Diversität, Form und Funktion der Pflanzen und Tiere, Ökologie. | |||||
Lernziel | Einführung in die Gebiete der modernen Biologie und in grundlegende biologischer Konzepte. | |||||
Inhalt | Die Lehrveranstaltung ist in verschiedene Kapitel gegliedert: 1. Mechanismen der Evolution 2. Die Evolutionsgeschichte der biologischen Vielfalt (Bacteria und Archaea, Protisten, Pflanzen, Pilze, Tiere) 3. Form und Funktion der Pflanzen (Wachstum und Entwicklung, Stoffaufnahme und Stoffwechsel, Fortpflanzung und Umweltantworten) 4. Form und Funktion der Tiere (Ernährung, Immunsystem, Hormone, Fortpflanzung, Nervensystem, Verhalten) 5. Ökologie (Populationsökologie, Ökologie der Lebensgemeinschaften, Ökosysteme, Naturschutz und Renaturierungsökologie) | |||||
Skript | Kein Skript. | |||||
Literatur | Das Lehrbuch "Biology" (Campbell, Reece) (9th Edition) ist die Grundlage der Vorlesung. Der Aufbau der Vorlesung ist in weiten Teilen mit jenem des Lehrbuchs identisch. Es wird den Studierenden empfohlen, das in Englisch geschriebene Lehrbuch zu verwenden. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Einzelne Teile des Inhalts des Lehrbuchs müssen im Selbststudium erarbeitet werden. | |||||
401-0272-00L | Grundlagen der Mathematik I (Analysis B) | W | 3 KP | 2V + 1U | L. Kobel-Keller | |
Kurzbeschreibung | Grundlagen der mehrdimensionalen Analysis. Vertiefte Behandlung gewöhnlicher Differentialgleichungen als mathematische Modelle zur Beschreibung von Prozessen. Numerische, analytische und geometrische Aspekte von Differentialgleichungen. | |||||
Lernziel | Anwendungsorientierte Einführung in die mehrdimensionale Analysis. Einfache Modelle kennen und selber bilden und mathematisch analysieren können. Kenntnisse der grundlegenden Konzepte. | |||||
Inhalt | Grundlagen der mehrdimensionalen Analysis. Differentialgleichungen als mathematische Modelle zur Beschreibung von Prozessen. Numerische, analytische und geometrische Aspekte von Differentialgleichungen. | |||||
Literatur | - G. B. Thomas, M. D. Weir, J. Hass: Analysis 2, Lehr- und Übungsbuch, Pearson-Verlag - D. W. Jordan, P. Smith: Mathematische Methoden für die Praxis, Spektrum Akademischer Verlag - M. Akveld/R. Sperb: Analysis I, Analysis II (vdf) - L. Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Bde 1,2,3. (Vieweg) Weitere Literatur wir in der Vorlesung bekanntgegeben. | |||||
401-0232-10L | Analysis II | W | 8 KP | 4V + 2U | T. H. Willwacher | |
Kurzbeschreibung | Einführung in die mehrdimensionale Differential- und Integralrechung. | |||||
Lernziel | ||||||
Inhalt | Differenzierbare Abbildungen, Maxima und Minima, der Satz ueber implizite Funktionen, mehrfache Integrale, Integration ueber Untermannigfaltigkeiten, die Saetze von Gauss und Stokes. | |||||
Skript | Konrad Koenigsberger, Analysis II. Christian Blatter: Ingenieur-Analysis (Kapitel 4-6). | |||||
401-1262-07L | Analysis II | W | 10 KP | 6V + 3U | M. Einsiedler | |
Kurzbeschreibung | Einführung in die Differential- und Integralrechnung in mehreren reellen Veränderlichen, Vektoranalysis: Differential, partielle Ableitungen, Satz über implizite Funktionen, Umkehrsatz, Extrema mit Nebenbedingungen; Riemannsches Integral, Vektorfelder und Differentialformen, Wegintegrale, Oberflächenintegrale, Integralsätze von Gauss und Stokes. | |||||
Lernziel | ||||||
Inhalt | Mehrdimensionale Differential- und Integralrechnung; Kurven und Flächen im R^n; Extremalaufgaben; Mehrfache Integrale; Vektoranalysis. | |||||
Literatur | H. Amann, J. Escher: Analysis II Link J. Appell: Analysis in Beispielen und Gegenbeispielen Link R. Courant: Vorlesungen über Differential- und Integralrechnung Link O. Forster: Analysis 2 Link H. Heuser: Lehrbuch der Analysis Link K. Königsberger: Analysis 2 Link W. Walter: Analysis 2 Link V. Zorich: Mathematical Analysis II (englisch) Link | |||||
401-0622-00L | Grundlagen der Mathematik II (Lineare Algebra und Statistik) | O | 3 KP | 2V + 1U | M. Dettling | |
Kurzbeschreibung | Lineare Gleichungssysteme; Matrizenrechnung, Determinanten; Vektorräume, Norm- und Skalarprodukt; Lineare Abbildungen, Basistransformationen, Ausgleichsrechnung; Eigenwerte und Eigenvektoren. Zufall und Wahrscheinlichkeit, diskrete und stetige Verteilungsmodelle; Erwartungswert, Varianz, zentraler Grenzwertsatz, Parameterschätzung; Statistisches Testen; Vertrauensintervalle; Regressionsanalyse. | |||||
Lernziel | Kenntnisse in Mathematik sind eine wesentliche Voraussetzung für einen quantitativen, und insbesondere für einen computergestützten Zugang zu den Naturwissenschaften. In einem zweisemestrigen 11 Semesterwochenstunden umfassenden (Intensiv-)Kurs werden die wichtigsten mathematischen Grundlagen der Mathematik, nämlich ein- und mehrdimensionale Analysis, Lineare Algebra und Statistik, erarbeitet. | |||||
Inhalt | Lineare Gleichungssysteme, Matrizenrechnung, Lineare Abbildungen und Eigenwerte werden als Minimalprogramm der Linearen Algebra behandelt. Ueberbestimmte Gleichungssysteme und die Kleinste Quadrate Methode bilden die Brücke zu einer Einführung in die Statistik am Beispiel der Regression. Vorlesungshomepage: Link | |||||
Skript | Für den Teil Lineare Algebra gibt es ein kurzes Skript, das die wichtigsten Begriffe und Resultate ohne Beispiele zusammenfasst. Für eine ausführlichere Darstellung wird auf das Buch von Nipp und Stoffer (siehe unten) verwiesen. Für den Teil Statistik steht ein detailliertes Skript zur Verfügung. Das Buch von Stahel ist als Ergänzung gedacht. | |||||
Literatur | Für Lineare Algebra: K. Nipp/D. Stoffer: "Lineare Algebra", vdf, 5. Auflage. Für Statistik: W. Stahel, "Statistische Datenanalyse", Vieweg, 3. Auflage | |||||
529-0012-02L | Allgemeine Chemie II (AC) | O | 4 KP | 3V + 1U | H. Grützmacher, W. Uhlig | |
Kurzbeschreibung | 1) Allgemeine Definitionen 2) VSEPR Model 3) Qualitative Molekülorbitaldiagramme 4) Kugelpackungen, Metallstrukturen 5) Strukturen der Hauptgruppenhalbmetalle 6) Strukturen der Nichtmetalle 7) Darstellungen der Elemente 8) Reaktivität der Elemente 9) Ionische Verbindungen 10) Ionen in Lösung 11) Wasserstoffverbindungen 12) Halogenverbindungen 13) Sauerstoffverbindungen 14) Redoxchemie | |||||
Lernziel | Verständnis der grundlegenden Prinzipien der Strukturen, Eigenschaften und Reaktivitäten der Hauptgruppenelemente (Gruppen 1, 2 und 13 bis 18). | |||||
Inhalt | Die Vorlesung ist in 14 Teile gegliedert, in denen grundlegende Phänomene der Chemie der Hauptgruppenelemente diskutiert werden: 1) Einführung in die periodischen Eigenschaften und allgemeine Definitionen –2) VSEPR Modell –3) Qualitative Molekülorbitaldiagramme für einfache anorganische Molekülverbindungen –4) Dichteste Kugelpackungen und Strukturen der Metalle 5) Strukturen der Hauptgruppenhalbmetalle 6) Strukturen der Nichtmetalle 7) Darstellungen der Elemente 8) Reaktivität der Elemente– 9) Ionische Verbindungen 10) Ionen in Lösung 11) Wasserstoffverbindungen 12) Halogenverbindungeen –13) Sauerstoffverbindungen –14) Redoxchemie | |||||
Skript | Die Folien der Vorlesung sind auf dem Internet unter Link zugänglich. | |||||
Literatur | Der Vorlesungsstoff kann in folgendem Lehrbuch, das auch in Englisch erhältlich ist, nachgelesen werden: J. Huheey, E. Keiter, R. Keiter, Anorganische Chemie, Prinzipien von Struktur und Reaktivität, 3. Auflage, deGruyter, 2003. C.E.Housecroft, E.C.Constable, Chemistry, 4th edition, Pearson Prentice Hall, 2010. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Grundlagen zum Verständnis dieser Vorlesung ist die Vorlesung Allgemeine Chemie 1. | |||||
529-0012-03L | Allgemeine Chemie II (OC) | O | 4 KP | 3V + 1U | P. Chen | |
Kurzbeschreibung | Klassifizierungen organischer Reaktionen, reaktive Zwischenprodukte: Radikale, Carbokationen, Carbanionen, organische Säuren / Basen, elektronische Substituenteneffekte, elektrophile aromatische Substitution, elektrophile Addition an Doppelbindungen, HSAB-Konzept, nukleophile Substitution an sp3-hybridiserten Zentren (SN1-/SN2-Reaktionen), nukleophile aromatische Substitutionen, Eliminierungen. | |||||
Lernziel | Verständnis der grundlegenden Reaktivitätsprinzipien und der Beziehung zwischen Struktur und Reaktivität. Kenntnis der wichtigsten Reaktionstypen und ausgewählter Stoffklassen. | |||||
Inhalt | Klassifizierungen organischer Reaktionen, reaktive Zwischenprodukte: Radikale, Carbokationen, Carbanionen, organische Säuren / Basen, elektronische Substituenteneffekte, elektrophile aromatische Substitution, elektrophile Addition an Doppelbindungen, HSAB-Konzept, nukleophile Substitution an sp3-hybridiserten Zentren (SN1-/SN2-Reaktionen), nukleophile aromatische Substitutionen, Eliminierungen. | |||||
Skript | als pdf bei Vorlesungsbeginn erhältlich | |||||
Literatur | [1] P. Sykes, "Reaktionsmechanismen der Organischen Chemie", VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1988. [2] Carey/Sundberg, Advanced Organic Chemistry, Part A and B, 3rd ed., Plenum Press, New York, 1990/1991. Deutsch: Organische Chemie. [3] Vollhardt/Schore, Organic Chemistry, 2th ed., Freeman, New York, 1994 Deutsche Fassung: Organische Chemie 1995, Verlag Chemie, Wein¬heim, 1324 S. Dazu: N. Schore, Arbeitsbuch zu Vollhardt, Organische Chemie, 2. Aufl. Verlag Chemie, Weinheim, 1995, ca 400 S. [4] J. March, Advanced Organic Chemistry; Reactions, Mechanisms, and Structure, 5th ed., Wiley, New York, 1992. [5] Streitwieser/Heathcock, Organische Chemie, 2. Auflage, Verlag Chemie, Weinheim, 1994. [6] Streitwieser/Heathcock/Kosower, Introduction to Organic Chemistry, 4th ed., MacMillan Publishing Company, New York, 1992. [7] P. Y. Bruice, Organische Chemie, 5. Auflage, Pearson Verlag, 2007. | |||||
529-0012-01L | Physikalische Chemie I: Thermodynamik | O | 4 KP | 3V + 1U | F. Merkt | |
Kurzbeschreibung | Grundlagen der chemischen Thermodynamik. Die drei Hauptsätze der Thermodynamik: Thermodynamische Temperaturskala, innere Energie, Enthalpie, Entropie, das chemische Potential. Lösungen und Mischungen, Phasendiagramme. Reaktionsthermodynamik: Reaktionsgrössen und Gleichgewichtsbedingungen, Gleichgewichtskonstante. Thermodynamik von Oberflächenprozessen. | |||||
Lernziel | Einführung in die chemische Thermodynamik | |||||
Inhalt | Zustandsgrössen und Prozessgrössen, das totale Differential als mathematische Beschreibung von Zustandsänderungen. Modelle: Das ideale und das reale Gas. Die drei Hauptsätze der Thermodynamik: Empirische Temperatur und thermodynamische Temperaturskala, innere Energie, Enthalpie, Entropie, thermisches Gleichgewicht. Mischphasenthermodynamik: Das chemische Potential. Ideale Lösungen und Mischungen, reale Lösungen und Mischungen, Aktivität, kolligative Eigenschaften. Tabellierung thermodynamischer Standardgrössen. Reaktionsthermodynamik: Reaktionsgrössen und Gleichgewichtsbedingungen, Gleichgewichtskonstante und deren Druck- und Temperaturabhängigkeit. Phasengleichgewichte und Phasendiagramme. Thermodynamik von Oberflächen und Grenzflächen: Adsorptionsgleichgewichte, Kapillarkräfte, Adsorptionsisothermen. | |||||
Skript | Beachten Sie die Homepage zur Vorlesung. | |||||
Literatur | Beachten Sie die Homepage zur Vorlesung. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: Allgemeine Chemie I, Grundlagen der Mathematik | |||||
Übrige Fächer des Basisjahrs | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
551-0102-01L | Grundlagen der Biologie I Belegungen über myStudies bis spätestens 31.1.2018. Spätere Belegungen werden nicht berücksichtigt. | O | 6 KP | 8P | P. Kallio, M. Künzler, T. A. Beyer, M. Gstaiger, M. Kopf, R. Kroschewski, D. Ramseier, M. Stoffel, E. B. Truernit, A. Wutz, weitere Dozierende | |
Kurzbeschreibung | Dieses einführende Praktikum gibt den Studenten einen Einblick in den gesamten Bereich der klassischen und modernen Biowissenschaften. Im ersten Jahr (Praktikum GL BioI) führt jeder Student drei Kurstagen in: - Biochemie - Mikrobiologie - Zellbiologie I und - Pflanzenbiologie und Ökologie durch. (Total 12 Experimente) Jeder Versuch dauert einen ganzen Tag. | |||||
Lernziel | Einführung in die Biologie und Erfahrung mit experimentellem Arbeiten. Web-Adresse für generelle Praktikumsinformation und Kursmaterialien findet mann unter: Moodle Generelle Praktikum Informationen werden auch über E-mail direkt an die Studenten verteilt (Assignment list, Instructions and Schedule & Performance Sheet). | |||||
Inhalt | Es werden vier Blöcke angeboten: Biochemie, Microbiologie, Pflanzenbiologie & Ökologie und Zellbiologie I. BIOCHEMIE: - TAQ Analyse (Teil 1): Proteinreinigung - TAQ Analyse (Teil 2): SDS-Gelelektrophorese - TAQ Analyse (Teil 3): Aktivitätstest des gereinigten Proteins MICROBIOLOGIE: Tag 1: Grundlagen für das Arbeiten mit Mikroorganismen & Isolierung von Mikroorganismen aus der Umwelt Tag 2: Morphologie und Diagnostik von Bakterien & Antimikrobielle Wirkstoffe Tag 3: Morphologie der Pilze & Mikrobielle Physiologie und Interaktionen PFLANZENBIOLOGIE & ÖKOLOGIE - Mikroskopie und Anatomie der Pflanzenzelle - Anatomie pflanzlicher Organe und Genexpression - Ökologie ZELLBIOLOGIE I: - Anatomie der Mäuse & Blutzellbestimmung - Histologie - Chromosomenpräparation & Analyse | |||||
Skript | Versuchsanleitungen BIOCHEMIE: - Die Unterlagen findet man unter: Moodle MICROBIOLOGIE: - Die Unterlagen findet man unter: Moodle - Skript MUSS als Hardcopy zum Praktikum mitgebracht werden, da es gleichzeitig als Laborjournal dient. PFLANZENBIOLOGIE & ÖKOLOGIE: - Die Unterlagen findet man unter: Moodle ZELLBIOLOGIE I: - Es wird auch die Unterlagen für "Histologie" abgegeben. Die andere Unterlagen, "Anatomie der Mäuse & Blutzellbestimmung" und "Chromosomenpräparation & Analyse", findet man unter: Moodle | |||||
Literatur | Keine | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | BITTE BEACHTEN SIE AUCH DIE FOLGENDEN REGELN Ihre Anwesenheit ist an allen 12 Praktikumstagen obligatorisch. Abwesenheiten werden nur bei Vorliegen eines ärztlichen Attests akzeptiert. Arztzeugnisse (Original) müssen spätestens fünf Tage nach Absenz bei PD Dr. P. Kallio (HCI F413) abgegeben werden. Über Ausnahmen in besonders dringenden Fällen entscheidet der Studiendelegierte des D-BIOL. SEHR WICHTIG!! 1. Aufgrund der sehr hohen Studierendenzahlen müssen Sie das Praktikum in myStudies bis Sonntag 31.1.2018 belegen. 2. Spätere Anmeldungen sind NICHT mehr möglich und können NICHT berücksichtigt werden! 3. Die Semestereinschreibung für FS 2018 wird vom Rektorat voraussichtlich Ende Herbstsemester 2017 freigeben. Sie bekommen ein E-Mail von Rektorat sobald Einschreibung (myStudies) freigegeben worden ist. Falls sich mehr als 220 - 240 Studenten für diesen Kurs einschreiben, werden zusätzlichen Praktikumstage durchgeführt, welche anschliessend ans Frühlingssemester in den Semesterferien stattfinden werden. Die Studierenden werden zufällig ausgewählt und die reservierten Daten sind: - 31.5.2018 - 4 - 5.6.2018 Das Praktikum GL BioI findet an folgenden Tagen während des Frühlingssemesters 2018 statt. Stellen Sie deshalb bereits jetzt sicher, dass Sie keine weiteren Verpflichtungen an diesen Tagen haben. PRAKTIKUMSTAGEN FS18 (Donnertags): - 22.2.2018 - 1.3 - 8.3 - 15.3 - 22.3 - 29.3 Osterferien vom 30.3 bis 8.4.2018 - 12.4 - 19.4 - 26.4 - 3.5 - 17.5 - 24.5 EXTRA PRAKTIKUMSTAGEN (falls notwendig) - 31.5.2018 - 4.6 - 5.6 | |||||
4. Semester (Biochemisch-Physikalische Richtung) | ||||||
Obligatorische Fächer: Prüfungsblock | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
402-1782-00L | Physik II Flankierend zur Vorlesung "Physik II" wird das folgende Fach aus GESS Wissenschaft im Kontext angeboten: 851-0147-01L Philosophische Betrachtungen zur Physik II | W | 7 KP | 4V + 2U | K. S. Kirch | |
Kurzbeschreibung | Einführung in die Wellenlehre, Elektrizität und Magnetismus. Diese Vorlesung stellt die Weiterführung von Physik I dar, in der die Grundlagen der Mechanik gegeben wurden. | |||||
Lernziel | Grundkenntnisse zur Mechanik sowie Elektrizität und Magnetismus sowie die Fähigkeit, physikalische Problemstellungen zu diesen Themen eigenhändig zu lösen. | |||||
402-0044-00L | Physik II | W | 4 KP | 3V | T. Esslinger | |
Kurzbeschreibung | Einführung in die Denk- und Arbeitsweise in der Physik unter Zuhilfenahme von Demonstrationsexperimenten: Elektrizität und Magnetismus, Licht, Einführung in die Moderne Physik. | |||||
Lernziel | Vermittlung der physikalischen Denk- und Arbeitsweise und Einführung in die Methoden in einer experimentellen Wissenschaft. Der Studenten/in soll lernen physikalische Fragestellungen im eigenen Wissenschaftsbereich zu identifizieren, zu kommunizieren und zu lösen. | |||||
Inhalt | Elektrizität und Magnetismus (elektrischer Strom, Magnetfelder, magnetische Induktion, Magnetismus der Materie, Maxwellsche Gleichungen) Optik (Licht, geometrische Optik, Interferenz und Beugung) Kurze Einführung in die Quantenphysik | |||||
Skript | Die Vorlesung richtet sich nach dem Lehrbuch "Physik" von Paul A. Tipler | |||||
Literatur | Paul A. Tipler and Gene Mosca Physik Springer Spektrum Verlag | |||||
529-0431-00L | Physikalische Chemie III: Molekulare Quantenmechanik | O | 4 KP | 4G | B. H. Meier, M. Ernst | |
Kurzbeschreibung | Postulate 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. | |||||
Lernziel | Es 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. | |||||
Inhalt | Postulate 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). | |||||
Skript | Ein Vorlesungsskript in Deutsch wird abgegeben. Das Skipt ersetzt allerdings persönliche Notizen NICHT und deckt nicht alle Aspekte der Vorlesung ab. | |||||
529-0222-00L | Organic Chemistry II | O | 3 KP | 2V + 1U | J. W. Bode, A. Fedorov | |
Kurzbeschreibung | Die Vorlesung vermittelt, aufbauend auf der Veranstaltung Organische Chemie I bzw. Organische Chemie II für D-BIOL, fortgeschrittene Konzepte und Mechanismen organischer Reaktionen. Neben einer Einführung in pericyclische Reaktionen und in den Bereich der metallorganischen Chemie, wird gezielt das Planen und Entwickeln von Syntheserouten komplexer organischer Moleküle erlernt. | |||||
Lernziel | Die Vorlesung setzt sich zum Ziel, neben der Vertiefung grundlegender organischer Reaktionen, fortgeschrittene Transformationen organischer Verbindungen (z.B. Mitsunobu Reaktion, Corey-Chaykovsky Epoxidation, Stetter Reaktion etc.) zu vermitteln. Des Weiteren, werden Grundkenntnisse in pericyclischen Reaktionen (z.B. Diels-Alder Reaktion, Claisen Umlagerung etc.) sowie im Bereich der metallorganischen Chemie (z.B. Kreuzkupplungsreaktionen) erworben. Ein wesentlicher Fokus wird dabei auf das ausgeprägte Verständnis von Reaktivität und Reaktionsmechanismen gelegt. Darüber hinaus werden neue Konzepte, wie beispielsweise die FMO Theorie, zur Vorhersage über den Verlauf und Ausgang einer Reaktion eingeführt. Aufbauend auf dem erlernten Repertoire an neuen organischen Reaktionen und dem besseren Verständnis für die Reaktivität organischer Moleküle werden retrosynthetische Analyseansätzen von komplexen organischen Molekülen und Naturstoffen vermittelt. Das anschließende Endziel der Vorlesung ist die eigenständige Planung und Entwicklung mehrstufiger Syntheserouten zur Herstellung komplexer organischer Moleküle. | |||||
Inhalt | Oxidation und Reduktion organischer Verbindungen, redoxneutrale Reaktionen und Umlagerungen, fortgeschrittene Transformation funktioneller Gruppen und Reaktionsmechanismen, kinetische und thermodynamische Kontrolle von organisch-chemischen Reaktionen, Reaktivitäten von Carbenen und Nitrenen, Frontier Molekular Orbital (FMO) Theorie, Cycloadditionen und pericyclische Reaktionen, Einführung in die metallorganische Chemie, Kreuzkupplungsreaktionen, Einführung in die Peptidsynthese, Schutzgruppenchemie, Grundlagen der retrosynthetischen Analyse von komplexen organischen Molekülen, Planung mehrstufiger Synthesewege. | |||||
Skript | Das Vorlesungsskript sowie zusätzliche Beilagen mit ausführlichem und ergänzendem Inhalt zur Vorlesung werden als PDF Datei kostenlos online aufgeschaltet. Link: Link | |||||
Literatur | Clayden, 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 jeder Studierende in Absprache mit dem Studiendelegierten für Interdisziplinäre Naturwissenschaften sein/ihr individuelles Studienprogramm fest. Siehe Studienreglement 2010 für Details. | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
529-0058-00L | Analytische Chemie II | W | 3 KP | 3G | D. Günther, T. Bucheli, M.‑O. Ebert, P. Lienemann, G. Schwarz | |
Kurzbeschreibung | Vertiefung in den wichtigsten elementaranalytischen und spektroskopischen Methoden sowie ihrer Anwendung in der Praxis, aufbauend auf der Vorlesung Analytische Chemie I. Vorstellung der wichtigsten Trennmethoden. | |||||
Lernziel | Praxisnahe Anwendung und Vertiefung des spektroskopischen und elementaranalytischen Grundwissens der Vorlesung Analytische Chemie I. | |||||
Inhalt | Praxis 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. | |||||
Skript | Ein Skript wird zum Selbstkostenpreis abgegeben. | |||||
Literatur | Literaturlisten werden in der Vorlesung verteilt. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Übungen 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)" | |||||
401-1662-10L | Numerische Methoden | W | 6 KP | 4G + 2U | V. C. Gradinaru | |
Kurzbeschreibung | Dieser 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. | |||||
Lernziel | Übersicht 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 | |||||
Inhalt | Lineare und nichtlineare Ausgleichsrechnung, nichtlineare Gleichungen (Skalar und Systeme), numerische Integration, Anfangswertprobleme für gewöhnliche Differentialgleichungen | |||||
Skript | Auf der Webseite der Vorlesung werden die Vorlesungsnotitzen, Folien und der entstehende Skript so wie weitere relevante Links verfügbar. | |||||
Literatur | Die Leseliste wird während der Vorlesung und auf der Web-Seite der Vorlesung bekannt gegeben. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Erwartet 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). | |||||
401-1152-02L | Lineare Algebra II | W | 7 KP | 4V + 2U | M. Akveld | |
Kurzbeschreibung | Eigenwerte und Eigenvektoren, Jordan-Normalform, Bilinearformen, Euklidische und Unitäre Vektorräume, ausgewählte Anwendungen. | |||||
Lernziel | Verständnis der wichtigsten Grundlagen der Linearen Algebra. | |||||
529-0440-00L | Physical Electrochemistry and Electrocatalysis | W | 6 KP | 3G | T. Schmidt | |
Kurzbeschreibung | Fundamentals 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. | |||||
Lernziel | Providing 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. | |||||
Inhalt | Review 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 | |||||
Skript | Will be handed out during the Semester | |||||
Literatur | Physical 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 | |||||
701-0423-00L | Chemie aquatischer Systeme | W | 3 KP | 2G | L. Winkel | |
Kurzbeschreibung | Dieser Kurs gibt eine Einführung in die chemischen Prozesse in aquatischen Systemen und zeigt ihre Anwendung in verschiedenen Systemen. Es werden folgende Themen behandelt: Säure-Base-Reaktionen und Carbonatsystem, Löslichkeit fester Phasen und Verwitterung, Redoxreaktionen, Komplexierung der Metalle, Reaktionen an Grenzflächen fest / Wasser, Anwendungen auf See, Fluss, Grundwasser. | |||||
Lernziel | Verständnis für die chemischen Zusammenhänge in aquatischen Systemen. Quantitative Anwendung chemischer Gleichgewichte auf Prozesse in natürlichen Gewässern. Evaluation analytischer Daten aus verschiedenen aquatischen Systemen. | |||||
Inhalt | Grundlagen der Chemie aquatischer Systeme. Regulierung der Zusammensetzung natürlicher Gewässer durch chemische, geochemische und biologische Prozesse. Quantitative Anwendung chemischer Gleichgewichte auf Prozesse in natürlichen Gewässern. Folgende Themen werden behandelt: Säure-Base-Reaktionen (Carbonatsystem); Löslichkeit fester Phasen und Verwitterungsreaktionen; Metallkomplexierung und Metallkreisläufe in Gewässern; Redoxprozesse; Reaktionen an Grenzflächen Festphase-Wasser. Anwendungen auf Seen, Flüsse, Grundwasser. | |||||
Skript | Unterlagen werden abgegeben. | |||||
Literatur | Sigg, L., Stumm, W., Aquatische Chemie, 5. Aufl., vdf/UTB, Zürich, 2011. | |||||
701-0401-00L | Hydrosphäre | W | 3 KP | 2V | R. Kipfer, W. Aeschbach | |
Kurzbeschreibung | Qualitatives und quantitatives Verständnis für die Prozesse, welche den Wasserkreislauf der Erde, die Energieflüsse sowie die Mischungs- und Transportprozesse in aquatischen Systemen bestimmen. Inhaltliche und methodische Zusammenhänge zwischen Hydrospäre, Atmosphäre und Pedosphäre werden aufgezeigt. | |||||
Lernziel | Qualitatives und quantitatives Verständnis für die Prozesse, welche den Wasserkreislauf der Erde, die Energieflüsse sowie die Mischungs- und Transportprozesse in aquatischen Systemen bestimmen. Inhaltliche und methodische Zusammenhänge zwischen Hydrospäre, Atmosphäre und Pedosphäre werden aufgezeigt. | |||||
Inhalt | Themen 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 | |||||
Skript | Ergänzend zu den empfohlenen Lehrmitteln werden Unterlagen abgegeben. | |||||
Literatur | Die Vorlesung stützt sich auf folgende Lehrmittel: a) Park, Ch., 2001, The Environment, Routledge, 2001 b) Price, M., 1996. Introducing groundwater. Chapman & Hall, London u.a. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Die Fallbeispiele und die selbständig zu bearbeitende Uebungen sind ein obligatorischer Bestandteil der Lehrveranstaltung. | |||||
6. Semester (Biochemisch-Physikalische Richtung) | ||||||
Praktika, Semesterarbeiten, Proseminare, Exkursionen Weitere Praktika ergeben sich aus den Wahlfächerpaketen, die individuell beim Studiendelegierten zu beantragen sind. | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
529-0450-00L | Semesterarbeit | W | 18 KP | 18A | Dozent/innen | |
Kurzbeschreibung | Semesterarbeiten dienen der Vertiefung in einem spezifischen Fachbereich; die Themen werden von den Studierenden individuell nach ihren Fächerpaketen gewählt. | |||||
Lernziel | Die Studierenden werden mit der wissenschaftlichen Arbeit vertraut gemacht und vertiefen ihr Wissen in einem Fachgebiet. |
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