Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2019
Chemie Bachelor | ||||||
Wahlfächer | ||||||
Anorganische Chemie | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
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529-0142-00L | Advanced Organometallic and Coordination Chemistry: Learning from Nature and Industrial Processes Voraussetzung: Besuch der Lehrveranstaltung 529-0132-00L "Anorganische Chemie III: Metallorganische Chemie und Homogenkatalyse" | W | 6 KP | 3G | V. Mougel, C. Copéret | |
Kurzbeschreibung | This class will discuss advanced concepts in organometallic, bio-inorganic and coordination chemistry, in the context of homogeneous and heterogeneous catalysis as well as enzymatic processes. The class will thus cover a broad range of catalytic transformations focusing on the sustainable and efficient use of feedstock molecules, exploring the parallel between industrial and biological systems. | |||||
Lernziel | Gain knowledge of catalytic transformations, relevant to processes found in industry and in Nature. Development of an extended molecular understanding of organometallic, bio-inorganic and coordination chemistry in relation to catalytic transformations. | |||||
Inhalt | Specific focus will be given to key reactions such as alkane functionalization and homologation, olefin metathesis and polymerization, oxidation, processes related to conversion of C1 molecules (CH4 and CO2), CO/H2 to hydrocarbons (Fischer-Tropsch) and N2/H2 to ammonia (Haber-Bosch) as well as the corresponding enzymatic counterparts. The fundamental underlying principle of the associated elementary steps and reaction mechanisms involved in these processes, that include C-H activation, O/N-atom transfer reactions, N-N, C-O and C-C bond cleavage and formation will be discussed in details exploiting Molecular Orbital theory and spectroscopy. | |||||
Skript | A script is provided on Ilias. It is expected that the students will consult the accompanying literature. | |||||
Literatur | Books 1) R. Crabtree: the Organometallic Chemistry of Transition Metals – Wiley, 5th Edition 2) TA Albright, JB Burdett, MH Whangbo: Orbital Interactions in Chemistry – Wiley Interscience 3) Moore and Janes: Metal-Ligand Bonding – Oxford Chemistry Primers 4) Lippart and Berg: Principles of Bio-inorganic Chemistry – Wiley | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | it is expected that students will have knowledge of AC-III or similar class/level. | |||||
Organische Chemie | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
529-0242-00L | Supramolecular Chemistry | W | 6 KP | 3G | Y. Yamakoshi, B. M. Lewandowski | |
Kurzbeschreibung | Prinzipien molekularer Erkennung: Komplexierung von Anionen, Kationen und technol. Anwendungen; Kompl. von Neutralmolekülen in wässr. Lösung; nichtkovalente Wechselwirkungen mit aromatischen Ringen; Wasserstoffbrückenbindungen; molekulare Selbstassoziation – ein chemischer Zugang zu Nanostrukturen; Thermodynamik und Kinetik von Komplexierungsprozessen; Synthese von Rezeptoren; Templateffekte. | |||||
Lernziel | Ziel der Vorlesung ist das Verständnis von Natur und Stärke der nichtkovalenten zwischenmolekularen Wechselwirkungen sowie von Solvatationseffekten bei der Assoziation von Molekülen und/oder Ionen. Die Vorlesung (2 h) wird durch eine Übungsstunde (1 h) ergänzt, bei der die Synthese von Rezeptoren und andere synthetische Aspekte der Supramolekularen Chemie im Vordergrund stehen. | |||||
Inhalt | Prinzipien molekularer Erkennung: Komplexierung von Kationen und Anionen sowie entspr. technologische Anwendungen, Komplexierung von Neutralmolekülen in wässriger Lösung, nichtkovalente Wechselwirkungen mit aromatischen Ringen, Wasserstoffbrückenbindungen, Selbstassoziation von Molekülen – ein chemischer Zugang zu Nanostrukturen, Thermodynamik und Kinetik von Komplexierungsprozessen; Synthese von Rezeptoren; Templateffekte. | |||||
Skript | Ein Skript kann zu Beginn der Vorlesung erworben werden. Übungsaufgaben und Lösungen werden über das Internet zur Verfügung gestellt. | |||||
Literatur | Keine Pflichtliteratur. Ergänzungsliteratur wird im Rahmen der Vorlesung und im Skript vorgestellt. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: organisch- und physikalisch-chemische Vorlesungen der ersten zwei Studienjahre. | |||||
Physikalische Chemie | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
529-0442-00L | Advanced Kinetics | W | 6 KP | 3G | H. J. Wörner, J. Richardson | |
Kurzbeschreibung | Diese Vorlesung befasst sich mit den quantendynamischen Grundlagen der chemischen Reaktionskinetik und führt in die experimentellen Methoden der zeitaufgelösten Molekularspektroskopie ein. | |||||
Lernziel | In dieser Vorlesung werden die konzeptuellen Grundlagen der chemischen Reaktionskinetik vermittelt und es wird gezeigt, wie molekulare Primärprozesse experimentell beobachtet werden können. | |||||
Skript | Wird online zur Verfügung gestellt. | |||||
Literatur | D. J. Tannor, Introduction to Quantum Mechanics: A Time-Dependent Perspective R. D. Levine, Molecular Reaction Dynamics S. Mukamel, Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy Z. Chang, Fundamentals of Attosecond Optics | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | 529-0422-00L Physikalische Chemie II: Chemische Reaktionskinetik | |||||
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 | |||||
Analytische Chemie | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
529-0042-00L | Structure Elucidation by NMR | W | 4 KP | 2G | M.‑O. Ebert | |
Kurzbeschreibung | Strukturaufklärung komplexer organischer Molekule mit NMR-Methoden | |||||
Lernziel | Strukturaufklärung komplexer organischer Moleküle (inkl. Peptide, Oligosaccharide und Oligonukleotide) mit moderner 1D und 2D NMR-Spektorskopie. Dabei wird das Schwergewicht auf die optimale Auswahl der auf das Problem zugeschnittenen Methoden, die Interpretation und mögliche Artefakte gelegt. Lösen und Diskutieren von praktischen Fallstudien/Problemen demonstrieren die einzelnen Methoden. Methoden. Die kombinierten Anwendungen mehrerer Methoden bilden ein Schwergewicht im letzten Drittel des Semesters. | |||||
Inhalt | Anwendung der Multipuls- und 2D-NMR-Spektroskopie zur Strukturaufklärung mittelgrosser bis komplexer organischer Moleküle. Homonukleare und heteronukleare Verschiebungskorrelation über skalare Kopplung; ein- und zweidimensionale Methoden, die auf dem Kern Overhauser Effekt beruhen. Strategien zur Auswahl der auf das Problem zugeschnittenen Methoden, Interpretation und Artefakte. | |||||
Skript | Skripte werden in der Vorlesung abgegeben (auf Englisch) | |||||
Literatur | "T.D.W. Claridge, High Resolution NMR Techniques in Organic Chemistryî, Pergamon Press, 1999. (NMR Teil) Weitere Literatur und Originalzitate sind im Skript aufgeführt." | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | "Die Unterrichtssprache ist Englisch Voraussetzung: 529-0051-00 ""Analytische Chemie I (3. Semester)"" 529-0058-00 ""Analytische Chemie II (4. Semester)"" (oder äquivalent)" | |||||
Biologische Chemie | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
529-0732-00L | Proteins and Lipids | W | 6 KP | 3G | D. Hilvert | |
Kurzbeschreibung | An overview of the relationship between protein sequence, conformation and function. | |||||
Lernziel | Overview of the relationship between protein sequence, conformation and function. | |||||
Inhalt | Proteins, structures and properties, (bio)synthesis of polypeptides, protein folding and design, protein engineering, chemical modification of proteins, proteomics. | |||||
Literatur | General Literature: - T.E. Creighton: Proteins: Structures and Molecular Properties, 2nd Edition, H.W. Freeman and Company, New York, 1993. - C. Branden, J. Tooze , Introduction to Protein Structure, Garland Publishing, New York, 1991. - J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer: Biochemistry, 5th edition, H.W. Freeman and Company, New York, 2002. - G.A. Petsko, D. Ringe: Protein Structure and Function, New Science Press Ltd., London, 2004. Original Literature: Citations from the original literature relevant to the individual lectures will be assigned weekly. | |||||
Chemische Aspekte der Energie | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
529-0191-01L | Renewable Energy Technologies II, Energy Storage and Conversion Die Vorlesungen Renewable Energy Technologies I (529-0193-00L) und Renewable Energy Technologies II (529-0191-01L) können unabhängig voneinander besucht werden. | W | 4 KP | 3G | T. Schmidt, L. Gubler | |
Kurzbeschreibung | Global & Swiss energy system. Storage: Pumped water, flywheels, compressed air. Hydrogen as energy carrier; electrolysis; power-to-gas. Fuel cells: from fundamentals to systems; Fuel cell vehicles; electrochemical storage in batteries. supercapacitors and redox flow cells; electromobility. The main focus of the lecture will be on electrochemical energy conversion and storage. | |||||
Lernziel | Students will recognize the importance of energy storage in an industrial energy system, specifically in the context of a future system based on renewable sources. The efficient generation of electricity from hydrogen in fuel cells, and the efficient energy storage in batteries and supercapacitors will be introduced. Students will get a detailed insight into electrochemical energy conversion and storage, which will play an important role in future energy systems. | |||||
Literatur | - Tester, J.W., Drake, E.M., Golay, M.W., Driscoll, M.J., Peters, W.A.: Sustainable Energy - Choosing Among Options (MIT Press, 2005). - C.H. Hamann, A. Hamnett, W. Vielstich; Electrochemistry, Wiley-VCH (2007). - K. Krischer, K. Schönleber: Physiccs of Energy Conversion, De Gruyter (2015) - R. Schlögl, Chemical Energy Storage, De Gruyter (2013) | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Please note that this is a 3 hours/week lecture including exercises, i.e., exercises will be included and are not separated. It is therefore highly recommended to attend the full 3 hours every week. Participating students are required to have basic knowlegde of chemistry and thermodynamics. | |||||
Informatikgestützte Chemie | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
529-0474-00L | Quantenchemie | W | 6 KP | 3G | M. Reiher, T. Weymuth | |
Kurzbeschreibung | Einführung in Konzepte der Elektronenstruktur-Theorie und in die Methoden der numerischen Quantenchemie; begleitende Übungen mit Papier und Bleistift, sowie Anleitungen zu praktischen Berechnungen mit Quantenchemie-Programmen am Computer. | |||||
Lernziel | Chemie kann inzwischen vollständig am Computer betrieben werden, eine intellektuelle Leistung, für die 1998 der Nobelpreis an Pople und Kohn verliehen wurde. Diese Vorlesung zeigt, wie das geht. Erarbeitet wird dabei die Vielteilchen-Quantentheorie von Mehrelektronensystemen (Atome und Moleküle) und ihre Implementierung in Computerprogramme. Es soll ein vollständiges Bild der Quantenchemie vermittelt werden, das alles Rüstzeug zur Verfügung stellt, um selbst solche Berechnungen durchführen zu können (sei es begleitend zum Experiment oder als Start in eine Vertiefung dieser Theorie). | |||||
Inhalt | Grundlegende Konzepte der Vielteilchen-Quantenmechanik. Entwicklung der Mehrelektronentheorie für Atome und Moleküle; beginnend bei der harmonischen Näherung für das Kern-Problem und bei der Hartree-Fock-Theorie für das elektronische Problem über Moeller-Plesset-Störungstheorie und Konfigurationswechselwirkung zu Coupled-Cluster und Multikonfigurationsverfahren. Dichtefunktionaltheorie. Verwendung quantenchemischer Software und Problemlösungen mit dem Computer. | |||||
Skript | Ein Skript zu allen Vorlesungsstunden wird zur Verfügung gestellt (die aufgearbeitete Theorie wird durch praktische Beispiele kontinuierlich begleitet). Starten Sie hier, um die Online-Materialien zu finden: Link | |||||
Literatur | Lehrbücher: F.L. Pilar, Elementary Quantum Chemistry, Dover Publications I.N. Levine, Quantum Chemistry, Prentice Hall Hartree-Fock in Basisdarstellung: A. Szabo and N. Ostlund, Modern Quantum Chemistry: Introduction to Advanced Electronic Structure Theory, McGraw-Hill Bücher zur Computerchemie: F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry, John Wiley & Sons C.J. Cramer, Essentials of Computational Chemistry, John Wiley & Sons | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen:einführende Vorlesung in Quantenmechanik (z.B. Physikalische Chemie III: Quantenmechanik) | |||||
Materialwissenschaft | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
327-1206-00L | Advanced Building Blocks for Soft Materials | W | 5 KP | 4G | J. Vermant, A. D. Schlüter | |
Kurzbeschreibung | Part 1 of the course (Spring semester) focuses on the chemistry of the building blocks and to learn how structures can be manipulated by chemistry, composition and phase behaviour. The goal is to learn what can be done, both in an idealized research environment and in the realm of industrial scale production. | |||||
Lernziel | The goal of the two courses combined is to present the students with a toolbox for materials engineers to design, study and make soft materials. | |||||
Inhalt | Where physics, chemistry and biology meet engineering. | |||||
Skript | Copies of the slides and a set of lecture notes will be provided. | |||||
Literatur | For the first and the second part combined there are a few books of recommended reading, but their is no textbook that we will rigorously follow. Introduction to Soft Matter: Synthetic and Biological Self-Assembling Materials Paperback by Ian W. Hamley ISBN-13: 978-0470516102 ISBN-10: 0470516100 Structured Fluids: Polymers, Colloids, Surfactants by Thomas A. Witten, Philip A. Pincus (OXford) ISBN-13: 978-0199583829 ISBN-10: 019958382X | |||||
Industrielle Chemie | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
529-0192-00L | Industrial Chemistry Ersatz für 529-0502-00L Catalysis | W | 4 KP | 3G | J. A. van Bokhoven, M. Ranocchiari | |
Kurzbeschreibung | In der Vorlesung wird beschrieben, wie die wichtigsten Chemikalien und Zwischenprodukte sowohl aus chemischer Sicht als auch aus der Perspektive chemischer Technologie/Verfahrenstechnik hergestellt werden. Reaktionsmechanismen bis zum Reaktordesign werden abgedeckt. | |||||
Lernziel | Vermitteln der Grundlagen der Reaktionsmechanismen und Reaktordesign der wichtigsten Chemikalien und Zwischenprodukte. | |||||
Inhalt | Die allermeisten Zwischenprodukte und Chemikalien stammen aus Kohle, Öl oder Gas. Die Entwicklung dieser Prozesse über einen Zeitraum von mehr als hundert Jahren hat zu faszinierenden chemischen Prozessen geführt. In der Vorlesung wird beschrieben, wie die wichtigsten Chemikalien und Zwischenprodukte sowohl aus chemischer Sicht als auch aus der Perspektive chemischer Technologie/Verfahrenstechnik hergestellt werden. Reaktionsmechanismen bis zum Reaktordesign werden abgedeckt. | |||||
Skript | Zusätzliche Unterlagen werden auf der Webseite publiziert: Link | |||||
Literatur | Hans-Jürgen Arpe, Industrial Organic Chemistry, 5th Edition, Wyley-VCH, 2010 G. P. Chiusoli, P. M. Maitlis, Metal-catalysis in Industrial Organic Processes, RSC Publishing, 2008 |
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