Chemie und Mathematik für Nachhaltigkeit, Bachelor (PO-2025)
| Modulnummer / Modulcode | CP-10.1 |
|---|---|
| Modulname | Molekulare Synthesechemie |
| Art des Moduls | Pflicht |
| Lernergebnisse, Kompetenzen, Qualifikationsziele | Studierende … erwerben Kenntnisse der zentralen metallvermittelten Bindungsbildungsprozesse zum chemischen Aufbau nanostrukturierter Materie … erwerben ein Verständnis für die Prinzipien, Möglichkeiten und Grenzen sowie die gesellschaftliche Relevanz der Metallkatalyse und die Eigenschaften der damit hergestellten Moleküleinheiten … erwerben die Fähigkeit, Fragestellungen der Synthese eigenständig zu bearbeiten ... sind in der Lage, Namen und Bezeichnungen von Verbindungen und Stoffklassen in Strukturformeln zu übersetzen und umgekehrt sowie aus ihrer Kenntnis allgemeine chemische Eigenschaften einer Stoffklasse und grundlegende chemische Reaktionen für spezielle Stoffe vorauszusagen und unterschiedliche Reaktions- bzw. Synthesewege vergleichend zu betrachten und bezüglich ihrer Vor- und Nachteile zu diskutieren |
| Lehrveranstaltungsarten | VL (1,5+1,5+1,5 SWS) |
| Lehrinhalte | Vorlesung Synthesechemie Ia: Diskutiert werden aktuelle Verfahren der homogenen Übergangsmetall-Katalyse zur C-C- und C-Heteroatom Bindungsbildung in komplexen Molekülstrukturen. Die Synthesemethoden werden angewandt auf Verbindungen, die als Ausgangspunkt nanostrukturierter Materie auf Kohlenstoffbasis dienen.
Vorlesung Synthesechemie Ib: Die Vorlesung befasst sich mit wichtigen Reaktionstypen metallorganischer Verbindungen und deren Anwendung in der chemischen Synthese, insbesondere im Bereich der industriellen Homogenkatalyse. Konkrete Inhalte sind: Elementarreaktionen metallorganischer Verbindungen, grundsätzliche Aspekte der Homogen- und Heterogenkatalyse, wichtige industrielle homogenkatalytische Verfahren (Fischer-Tropsch, Hydrierung, Hydrosilylierung, Epoxidierung von Olefinen, Wacker-Verfahren, Monsanto-Verfahren, Hydroformylierung, Reppe-Synthesen, Hydrocyanierung, Butadien-Di/Trimerisierung, Shell Higher Olefin Process, Olefinpolymerisation, Olefinmetathese, Dehydrierende Silankupplung
Vorlesung Synthesechemie Ic: Grundlegende Zusammenhänge der Hauptgruppenmetallorganik mit besonderem Fokus auf den Organylen der Gruppen 1, 2 und 13. Nutzung und Herstellung dieser Verbindungen in industriellen Verfahren sowie als synthetischer Einstieg in Organometallverbindungen anderer Elemente.
Geeignete Beiträge externer Vortragender innerhalb der Vortragsreihe des Instituts für Chemie sind integraler Bestandteil aller drei Vorlesungen. |
| Titel der Lehrveranstaltungen | (a) Vorlesung Synthesechemie Ia (b) Vorlesung Synthesechemie Ib (c) Vorlesung Synthesechemie Ic |
| Lehr- und Lernmethoden (Lehr- und Lernformen) | Ringvorlesung, elektronische Lernplattform |
| Verwendbarkeit des Moduls | B.Sc. Chemie für Nachhaltigkeit B.Sc. Chemie und Mathematik für Nachhaltigkeit |
| Dauer des Moduls | ein Semester |
| Häufigkeit des Angebotes | jährlich im Wintersemester |
| Sprache | Deutsch und/oder Englisch |
| Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul | Anorganische Molekülchemie Grundlagen der Organischen Chemie |
| Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul | |
| Studentischer Arbeitsaufwand | 150 Stunden (70 h Präsenzzeit + 80 h Selbststudium) |
| Studienleistungen | |
| Voraussetzung für Zulassung zur Prüfungsleistung | |
| Prüfungsleistungen | Mündliche Prüfung (30 – 45 min) oder Klausur (ca. 1-2 Std). Die Prüfungsform wird zu Beginn der Veranstaltung durch die Dozierenden bekannt gegeben. |
| Anzahl Credits (ECTS) | 5 cp |
| Lehreinheit | Chemie |
| Modulverantwortliche/r | Prof. Dr. Ulrich Siemeling |
| Lehrende | Prof. Dr. Rüdiger Faust, Prof. Dr. Rudolf Pietschnig, Prof. Dr. Ulrich Siemeling |
| Medienformen | Vorlesung, Tafel, Beamer, elektronische Lernplattform |
| Literatur | Vorlesung Synthesechemie Ia: Brückner, Reaktionsmechanismen, Spektrum: Heidelberg Elschenbroich, Organometallchemie, Teubner, Wiesbaden (englische Version: Elschenbroich, Organometallics, Wiley-VCH, Weinheim Vorlesung Synthesechemie Ib: Elschenbroich, Organometallchemie, Teubner, Wiesbaden, 6. Aufl., 2008 (englische Version: Elschenbroich, Organometallics, Wiley-VCH, Weinheim, 3rd ed., 2006) Steinborn, Grundlagen der metallorganischen Komplexkatalyse, Teubner, Wiesbaden, 2. Aufl., 2010 Behr, Angewandte homogene Katalyse, Wiley-VCH, Weinheim, 2008 (englische Version: Behr, Neubert, Applied Homogeneous Catalysis, Wiley-VCH, Weinheim, 2012) van Leeuwen, Homogeneous Catalysis: Understanding the Art, Kluwer, Dordrecht, 2004 Chiusoli, Maitlis (Hrsg.), Metal-catalysis in Industrial Organic Processes, Royal Society of Chemistry, Cambridge, 2008 Vorlesung Synthesechemie Ic: Elschenbroich, Organometallchemie, Teubner, Wiesbaden, 6. Aufl., 2008 (englische Version: Elschenbroich, Organometallics, Wiley-VCH, Weinheim, 3rd ed., 2006) Schlosser, Organometallics in Synthesis, Wiley-VCH, Weinheim, 2013 |