Module Handbook

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Notes on the module handbook of the department Chemistry

Hinweis zum Feld "Anmeldung": In "Corona-Zeiten" ist - teils abweichend von den Angaben im Feld "Anmeldung"- meist eine Anmeldung im KIS erforderlich. Die aktuellen Regelungen finden Sie unter https://www.chemie.uni-kl.de/studium/digital/

Module CHE-MM-Ch_AC_VM1-M-7

Vertiefungsmodul_a: Materialien (M, 8.0 LP)

Module Identification

Module Number Module Name CP (Effort)
CHE-MM-Ch_AC_VM1-M-7 Vertiefungsmodul_a: Materialien 8.0 CP (240 h)

Basedata

CP, Effort 8.0 CP = 240 h
Position of the semester 1 Sem. in WiSe
Level [7] Master (Advanced)
Language [DE] German
Module Manager
Lecturers
Area of study [CHE-AC] Anorganic Chemistry
Reference course of study [CHE-88.32-SG] M.Sc. Chemistry
Livecycle-State [NORM] Active

Module Part #A

Type/SWS Course Number Title Choice in
Module-Part
Presence-Time /
Self-Study
SL SL is
required for exa.
PL CP Sem.
2V CHE-100-095-K-5
Anorganische Strukturchemie
P 28 h 62 h - - PL1 3.0 WiSe
  • About [CHE-100-095-K-5]: Title: "Anorganische Strukturchemie"; Presence-Time: 28 h; Self-Study: 62 h

Module Part #B

Type/SWS Course Number Title Choice in
Module-Part
Presence-Time /
Self-Study
SL SL is
required for exa.
PL CP Sem.
2V CHE-100-091-K-5
Anorganische Funktionsmaterialien
P 28 h 32 h - - PL2 2.0 WiSe
  • About [CHE-100-091-K-5]: Title: "Anorganische Funktionsmaterialien"; Presence-Time: 28 h; Self-Study: 32 h

Module Part #C

Type/SWS Course Number Title Choice in
Module-Part
Presence-Time /
Self-Study
SL SL is
required for exa.
PL CP Sem.
2V CHE-100-096-K-7
Grundlagen der Magnetochemie und Magnetische Materialien
P 28 h 62 h - - PL3 3.0 WiSe
  • About [CHE-100-096-K-7]: Title: "Grundlagen der Magnetochemie und Magnetische Materialien"; Presence-Time: 28 h; Self-Study: 62 h

Examination achievement PL1

  • Form of examination: written or oral examination
    Die Prüfungsart und –form wird zu Beginn der Lehrveranstaltung bekannt gegeben: entweder Mündliche Prüfung (30-45 min) oder Klausur (60-90 min).

Examination achievement PL2

  • Form of examination: written or oral examination
    Die Prüfungsart und –form wird zu Beginn der Lehrveranstaltung bekannt gegeben: entweder Mündliche Prüfung (45 min) oder Klausur (90 min).

Examination achievement PL3

  • Form of examination: written or oral examination
    Die Prüfungsart und –form wird zu Beginn der Lehrveranstaltung bekannt gegeben: entweder Mündliche Prüfung (60 min) oder Klausur (120 min).

Evaluation of grades

All partial module examinations have to be passed. The module grade is the weighted average of the partial examination grades according to the following weights:

Die Bewertung des Moduls setzt sich zu 35% aus [CHE-100-095-K-5] "Anorganische Strukturchemie", 30% aus [CHE-100-091-K-5] "Anorganische Funktionsmaterialien" und 35% aus [CHE-100-096-K-7] "Grundlagen der Magnetochemie und Magnetische Materialien" zusammen.

Contents

  • Vorüberlegungen: Bedeutung der anorganischen Strukturchemie, Methoden der Strukturbestimmung, Interpretation von Strukturdaten
  • Darstellung von Kristallstrukturen: Computerprogramme, Freeware „SCHAKAL“, Atomkoordinaten, Erstellung einfacher Datensätze, Bildschirmdarstellung ausgewählter Strukturen
  • Strukturen der Elemente: Metallgitter, Nichtmetalle, Halbmetalle, Chemische Elemente unter Druck, Atomradien, Phasenumwandlungen
  • Strukturen von binären und ternären Verbindungen: Kugelpackungen, Ionenradien, Gitterenergie, Koordinationspolyeder, Verknüpfung von Koordinationspolyedern
  • Struktur-Eigenschafts-Beziehungen: Mechanische, elektrische und magnetische Eigenschaften
  • Anorganische Pigmente, fluoreszierende Materialien, Chromophore für verschiedene technische Anwendungen
  • Silikate
  • Strukturierte poröse Materialien, Zeolithe, mesoporöse Kieselgele, Alumophosphate
  • Silikone, Phosphazene
  • Anorganische und metallorganische Polymere, MOFs,
  • Elektrisch leitfähige Polymere
  • Lithiumionenbatterien
  • Grundlagen des Magnetismus (Magnetisierung, magnetische Suszeptibilität, unterschiedliche magnetische Verhaltensweisen der Materie (Diamagnetismus, Paramagnetismus, Antiferromagnetismus, Ferromagnetismus, 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 gemischtvalenten 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)

Competencies / intended learning achievements

Die Studierenden sollten
  • ein grundlegendes Verständnis der wichtigsten Festkörperstrukturen erwerben
  • in die Lage versetzt werden, zu einer gegebenen Summenformel einer ihnen unbekannten anorganischen Substanz Strukturvorschläge zu unterbreiten
  • Synthesemethoden der anorganischen Festkörperchemie kennen lernen
  • verschiedene technische Anwendungen anorganischer Materialien kennen lernen
  • Synthesemethoden für technisch relevante anorganische Materialien kennen lernen
  • Charakterisierungsmethoden für anorganische Materialien kennen lernen
  • magnetische Eigenschaften von Übergangsmetallkomplexen verstehen und ausgewählte magnetische Materialien kennenlernen

Literature

Allgemein:
  • U. Müller, Anorganische Strukturchemie, 6. Auflage, Teubner, 2008
  • B. E. Douglas, S.-M. Ho, Structure and Chemistry of Crystalline Solids, Springer, 2006

Requirements for attendance of the module (informal)

None

Requirements for attendance of the module (formal)

None

References to Module / Module Number [CHE-MM-Ch_AC_VM1-M-7]

Course of Study Section Choice/Obligation
[CHE-88.32-SG] M.Sc. Chemistry [Compulsory Elective Modules] Vertiefungsmodule [WP] Compulsory Elective
[CHE-88.707-SG#2020] M.Sc. Business Chemistry [2020] [Compulsory Elective Modules] Vertiefungsmodule der Chemie [WP] Compulsory Elective