Dozent: Prof. H.-J. Krüger, Ph.D.

Studiengang: BaCh: 1.Sem. , BaCh-SP-WW: 1.Sem

Turnus: WS

Ort/Zeit: HS 52/207, Mi: 9h00-9h45; Do: 8h15-9h45;Fr: 9h00-9h45

Begleitmaterial: Skripte, Übungen

Inhalt:

Allg. Grundlagen: Materie, Stoff, Aggregatzustände; hetereogene Gemische, homogene Stoffe, reine Stoffe, Verbindungen, Elemente; Elementbegriffe; Erhalt der Masse bei chemischen Reaktionen; Massenverhältnis der Elemente in Verbindungen, stöchiometrische Gesetze; Daltons Atomhypothese; die Molekülhypothese von Avogardo; relative Atom-Molekülmassen; Stoffmenge, das Mol, die molare Masse; absolute Atom- und Molekülmassen; Gasgesetze

Atombau: Kathodenstrahlen, Kanalstrahlen; Elektrische Ladung und Ruhemasse von Elektronen; Atomradius; erste Atommodelle; Bestandteile des Atomkerns; der Massendefekt; Radioaktivität; Elektronen-Einfang, Positronen- und Neutronen-Strahlen; Stabilität von Nukliden; künstliche Nuklide; Kernspaltung; Kernfusion

Wechselwirkung zwischen Licht und Materie: Licht als elektromagnetische Welle; Emissions- und Absorptionsspektrum des Wasserstoffatoms; Röntgenspektren

Atommodelle: Bohrsches Atommodell; Schrödinger-Gleichung; die vier Quantenzahlen; der Elektronenspin

Das Periodensystem der chemischen Elemente: Formen des Periodensystems der chemischen Elemente; Element-Gruppen im Periodensystem; Aufbauprinzip des Periodensystems; periodische Eigenschaften der chemischen Elemente

Wasserstoff und Sauerstoff: Wasserstoff; Thermochemie; Sauerstoff

Die chemische Bindung: Ionenbindung (Einfache Ionengitter, Gitterenergie); Atombindung; Lewis-Formeln, Oktett-Regel; Molekülorbitalbild; Molekülorbitale durch lineare Kombination von 2s- und 2p-Atomorbitalen; Bindungslängen; Hybridisierung; Mesomerie; Riesenmoleküle und Molekül-Kristalle; Polare Atombindungen; die koordinative Bindung (dative Bindung); die metallische Bindung: van der Waals-Kräfte

Wasser: Vorkommen und Reinigung; physikalische Eigenschaften des Wassers; Phasen- oder Zustandsdiagramm des Wassers; Lösungen und kolligative Eigenschaften; die elektrolytische Dissoziation; Elektrolytlösungen nichtionischer Verbindungen

Die chemische Reaktion: das Massenwirkungsgesetz; Verschiebung chemischer Gleichgewichte; chemische Kinetik; Katalyse

Elektrochemie: Oxidation und Reduktion; Galvanische und elektrolytische Elemente; die elektrochemische Spannungsreihe, Überspannung, Korrosion, Passivität

Säuren und Basen: Säure-Base-Definition; Aszidität und Basizität wässriger Lösungen von Säuren und Basen; Säuren- und Basenstärke; pH-Werte von wässrigen Lösungen schwacher Säuren und Basen; Pufferlösungen; Amphoterie; Neutralisation; Säure-Base-Indikatoren

Besprechung charakteristischer Verbindungen weiterer Elemente: 17. Gruppe (Halogene); 16. Gruppe (Chalkogene); 15. Gruppe; 14. Gruppe; 13. Gruppe; 2. Gruppe; 1. Gruppe; 18. Gruppe (Edelgase); Übergangselemente

Literatur: M. Binnewies, M. Jäckel, H. Willner, G. Rayner-Canham: Allgemeine und Anorganische Chemie; E. Riedel, C. Janiak: Anorganische Chemie u.a.

Dozent: Prof. H.-J. Krüger, Ph.D.

Studiengang: BaCh: 4.Sem. , BaCh-SP-WW: 4.Sem, etc.

Turnus: SS

Ort/Zeit: HS 52/206, Di: 9h00-9h45; HS 52/207, Fr: 10h00-11h30

Begleitmaterial: Skripte, Übungen

Inhalt:

Einführung in die Chemie der Nebengruppenelemente

Literatur:

L. H. Gade: Koordinationschemie; J. Huheey, E. Kreiter, R. Keiter: Anorganische Chemie; Mark J. Winter: Konzepte der Übergangsmetalle

Voraussetzungen:

Vorlesungen: Allgemeine und Anorganische Experimentalchemie und Anorganische Chemie I

Dozent: Prof. Hans-Jörg Krüger, Ph.D.

Studiengang: MaCh: 1. Sem.

Turnus: WS

Ort/Zeit: HS 52/204, Di: 10h00-11h30

Begleitmaterial: Skript wird elektronisch zur Verfügung gestellt.

Inhalt: Grundlagen des Magnetismus (Magnetisierung, magnetische Suszeptibilität, unterschiedliche magnetische Verhaltensweisen der Materie (Diamagnetismus, Antiferromagnetismus, Ferrimagnetismus, Superparamagnetismus, Magnete)) - Physikalische Methoden in der Magnetochemie - Magnetische Eigenschaften von isolierten Atomen (Elektronenspin, Bahndrehimpuls, Spin-Bahn-Kopplung) - Paramagnetismus in einkernigen Übergangsmetall- und Lanthanoidkomplexen (Van-Vleck-Gleichung, Überblick über das magnetische Verhalten von einkernigen Komplexen mit d- und f-Blockelementen, vereinfachte Betrachtungen und Konzepte, detaillierte Beschreibung der Eigenschaften von Übergangsmetallionen in oktaedrischer, tetraedrischer und tetragonal verzerrter oktaedrischer Koordinationsumgebung) - Kooperative Wechselwirkungen in mehrkernigen Übergangsmetallkomplexen (magnetische Wechselwirkungen zwischen Spinzentren in zwei- bis vierkernigen Übergangsmetallkomplexen, Austauschwechselwirkungen zwischen magnetischen Dipolen, Superaustauschwechselwirkungen, Delokalisierungseffekte, Spin-Polarisationseffekte, magnetische Frustration, Doppelaustauscheffekte in gemischt-valenten Verbindungen, Modelle zur Beschreibung der Wechselwirkungen) - Magnetische Ordnung in Feststoffen (ein-, zwei und dreidimensionale magnetische Ordnung, Koordinationspolymere) - Spindynamik (Relaxationsmechanismen der Magnetisierung, Molekulare Magnete) - Magnetische Molekulare Schalter (Spin-Crossover-Verbindungen, Valenztautomere)

 Dozenten/innen: Prof. Hans-Jörg Krüger, PhD, Jun.-Prof. Dr. Sabine Becker, apl.-Prof. Dr. Helmut Sitzmann

Studiengang: MaCh: 1.Sem.

Turnus: WS

Ort/Zeit: 54/656, nach Vereinbarung

Begleitmaterial: Skripte, Übungen (Open-OLAT)

Inhalt: Moderne Aspekte der Anorganischen Chemie mit Schwerpunkt auf Carbonylkomplexen, Stickstoff- und Hydridkomplexen sowie Sauerstoffadduktkomplexen.

• Aktivierung von Wasserstoff: nicht-klassische Hybridverbindungen, Hydrogenasen, interstitielle Wasserstoffverbindungen
• Aktivierung von Stickstoff: Nitrogenasen, Komplexverbindungen des Distickstoffs, Stickstoffspaltung, spezielle Aspekte des Haber-Bosch-Verfahrens
• Aktivierung von CO: Gewinnung und Hydrierung von CO, nicht-klassische CO-Verbindungen, Carbonylcluster, Reaktionen von Metallionen mit CO in der Natur
• Aktivierung von NO: NO in biologischen Systemen, Übergangsmetallkomplexe des NO, NO⁺ und NO^-, NO, NO₂ und N₂O als Oxidationsmittel
• Aktivierung von Sauerstoff: Sauerstoffkomplexe früher und später Übergangsmetalle, Sauerstoff Transport und Umsetzung in biologischen Systemen, O₃ ↔ O₂ ↔ O₂ ↔ O₂² ↔ O₂

Literatur:

- Janiak, Meyer, Gudat, Alsfasser, Moderne Anorganische Chemie, 4. Aufl., de Gruyter, 2012.

- D. M. Heinekey, A. Lledos, J. M. Lluch, Elongated Dihydrogen Complexes, Chem. Soc. Rev. 2004, 33, 175 - 182.

- R.H. Crabtree, Dihydrogen Complexation, Chem. Rev. 2016, 116, 8750 - 8769.

- Cotton-Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry (5. Aufl.), Wiley Interscience, 1988.

- D. V. Yandulov, R. R. Schrock, Science 2003, 301, 76 - 78.

- Y. Nishibayashi, Mo-catalyzed reduction of molecular dinitrogen, Dalton Trans. 2012, 41, 7447 - 7453.