Komplexchemie
Titel auf Englisch: Coordination Chemistry
Lernergebnisse
Nach der Teilnahme am Modul ist der Studierende in der Lage Koordinationsverbindungen zu identifizieren, zu benennen und ihre Struktur anhand der Zusammensetzung zu entwickeln. Der Studierende wird in die Lage versetzt aus der Struktur elektronische und spektroskopische Eigenschaften zu bewerten sowie Trends innerhalb des Periodensystems der Elemente zu analysieren und verstehen. Dies beinhaltet die Fähigkeit Bindungseigenschaften zu analysieren und auf konkrete Fragestellung aus den Bereichen der Separationschemie und der Materialwissenschaften anzuwenden. Nach der Teilnahme am Modul ist der Studierende in der Lage die theoretischen Grundlagen der Stabilität von Atomkernen, des radioaktiven Zerfalls und die Wechselwirkung der häufigsten Strahlungsarten (α, β +/- , ε, γ,) mit Materie zu bewerten. Darüber hinaus sind die Studierenden in der Lage die chemischen Eigenschaften von Radionukliden zu bewerten und die Besonderheiten in der Chemie schwerer Elemente im Vergleich zu leichteren Homologen zu analysieren. Dies beinhaltet auch die Auswirkung dieser Eigenschaften beispielsweise auf chemische Prozesse im Zusammenhang des Brennstoffkreislaufs anzuwenden. Die Studierenden sind in der Lage Prinzipien der Kernspaltung und deren Anwendungen zur Energieerzeugung zu verstehen. Dies umfasst ebenfalls Grundzüge des gesamten Brennstoffkreislaufs vom Abbau bis hin zur Wiederaufarbeitung und insbesondere der sicheren Endlagerung radioaktiver Reststoffe. Die Studierenden haben durch die kommunikative Auseinandersetzung in Seminaren studiengangbezogene personale Kompetenzen erworben.
Inhalte
Bindung in Koordinationsverbindungen: Dative Bindungen, Hydration und Hydrolyse, Olation und Oxolation, Massenwirkungsgesetz, Pearson’s hard and soft acids and bases, Irving-Williams Reihe, σ-, π-, φ-Bindungen Struktur von Koordinationsverbindungen: Symmetrie, Koordinationszahlen und –polyeder, Valence shell electron pair repulsion Konzept, Vergleich Lösung/Festkörper, Nomenklatur, Definitionen, Isomerie Liganden- und Kristallfelder, Nephelauxetischer Effekt, Low und High Spin Komplexe, Magnetismus, Jahn-Teller-Effekt IR, UV/vis und Lumineszenzspektroskopie, NMR und andere magnetische Methoden Ligandsysteme und ihre Eigenschaften, kleine “anorganische” Liganden, Chelateffekte, Makrozyklen, Auswirkungen auf Koordinationseigenschaften, Redoxchemie und Stabilität Synthese von Komplexverbindungen, Grundlagen der Analyse von Kristallstrukturen Actinidenchemie, Eigenschaften schwerer Elemente, Vergleich 4 f - und 5 f -Elektronenschalen, Auswirkungen auf Redoxeigenschaften, Koordinationschemie, Trennung von Actiniden sowie von Actiniden und Lanthaniden Kernstabilität, Radioaktivität und Strahlungsarten, Wechselwirkung von Strahlung mit Materie, Natürliche und anthropogene Radioaktivität Brennstoffkreislauf, Uranabbau und –aufbereitung, Anreicherung, Wiederaufarbeitung, Kernenergie und andere Anwendungen, Nuklearmedizin, Entsorgung radioaktiver Abfälle und Umweltverhalten
Voraussetzungen
Verpflichtende Voraussetzungen
Keine
Empfohlene Voraussetzungen
Allgemeine Chemie, Organische Chemie I, Quantentheorie und Spektroskopie
Prüfungsmodalitäten
- Voraussetzung: Erstellen und Halten eines Seminarvortrags zu einem vorgegebenen Thema aus dem Themenbereich des Moduls
- Modulabschlussprüfung: mündliche Prüfung im Umfang von 20 min
Angeboten in
- Angewandte NaturwissenschaftenBachelor
Wahlpflichtkomplex: Kein Komplex genannt
- Angewandte Naturwissenschaften - dualBachelor
Wahlpflichtkomplex: Kein Komplex genannt
| Studiengang | Abschluss | Wahlpflichtkomplex |
|---|---|---|
| Angewandte Naturwissenschaften | Bachelor | Kein Komplex genannt |
| Angewandte Naturwissenschaften - dual | Bachelor | Kein Komplex genannt |
Literatur und Materialien
B. Weber, Koordinationschemie: Grundlagen und aktuelle Trends, 1. Auflage, SpringerSpektrum, 2014 N. Wiberg, A. Holleman, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, De Gruyter; 102. Auflage, 2007 L. Gade, Koordinationschemie, 1. Auflage, WileyVCH, 2010 J.-V. Kratz, K.H. Lieser: Nuclear and Radiochemistry: Fundamentals and Applications, Zwei Bände, 3. Auflage, Wiley-VCH, 2013 S. Cotton, Lanthanide and Actinide Chemistry, Wiley, 1. Auflage, 2006
Bewertungen von Studierenden
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