MSc Chemie, Modul: Aktuelle Aspekte

Theoretische Chemie und Theoretische Physik

Modulbeauftragter Prof. Dr. A. Heuer, Prof. Dr. J. Neugebauer
Voraussetzungen abgeschlosssener BSc Studiengang, Zulassung zum Masterstudiengang Chemie
Vorbemerkung zum Modul "Aktuelle Aspekte" (3. FS)

Vor Beginn des 3. Fachsemesters suchen sich die Studierenden zunächst eine Arbeitsgruppe, in der sie ihr "Projektmodul" absolvieren möchten. Dabei handelt es sich um ein kleineres Forschungsprojekt (9W-Block). In Abstimmung mit dem betreuenden Hochschullehrer des Projektmoduls erfolgt dann die Auswahl der Wahlpflichtveranstaltungen des Moduls "Aktuelle Aspekte der Chemie" mit einem Gesamtumfang von 10 LP, wobei das Arbeitsgruppenseminar, welches über ein ganzes Semester besucht werden soll, 5 LP entspricht. Hier soll auch der Vortrag über die Ergebnisse des Projektmoduls gehalten werden (Studienleistung). Das verbleibende Wahlpflichtprogramm (5 LP) muss nicht zwangsläufig nur aus dem Angebot eines Instituts oder einer Arbeitsgruppe zusammengestellt werden.
Beispielhaft ist hier ein Angebot mit Wahlpflichtveranstaltungen der Theoretischen Chemie und der Theoretischen Physik aufgeführt.

Ansprechpartner für die Auswahl
Ansprechpartner für die Auswahl Ihrer Wahlvorlesung ist der Hochschullehrer, der das Projektmodul betreut (s.o.)!
Anmeldung bei den Studienkoordinatoren Die von Ihnen gemeinsam mit dem betreuenden Hochschullehrer des Projektmoduls festgelegten Veranstaltungen werden in das vorgesehene Formular eingetragen und vom Betreuer gegengezeichnet. Das so ausgefüllte Formular ist der Studienkoordination vorzulegen.
Vorlesungen, Dozenten und Vorlesungszeiten

Ort und Zeit der aufgeführten Veranstaltungen erfahren Sie in der Vorbesprechung:
Dienstag, 10. Oktober 2017, 16:15 Uhr im Seminarraum 423, Organisch-Chemisches Institut, Corrensstr. 40

Daneben wird der Besuch der CMTC-Vortragsreihe empfohlen. In Absprache mit dem Projektleiter können Kolloquien mit Bezug zur Theoretischen/Computerchemie in Anrechnung gebracht werden, z.B. CMTC-Kolloquium, GDCh-Kolloquium, OC-Kolloquium oder ähnliche.
[1 SWS, 1 LP]

Arbeitsgruppenseminar des Hochschullehrers, der das Projektmodul betreut 
[2 SWS, 5 LP]

Themen der Vorlesungen

The lecture Challenges in Computational Chemistry will present and discuss recent literature examples featuring challenging topics in current computational chemistry. The corresponding theoretical basics will be introduced. 
Topics that may be addressed are:

  • solution-phase quantum chemistry
  • computational on-surface chemistry
  • reverse engineering of molecular properties
  • computational catalyst/enzyme design
  • treating molecules with multi-reference character
  • computational photochemistry
  • relativistic quantum chemistry
  • automatic discovery of reaction mechanisms
  • chemical kinetics: isotope effects and tunneling
  • simplified electronic-structure methods for large chemical systems

Die Vorlesung "Verfahren zur Bestimmung Freier Energien in Computersimulationen" hehandelt folgende Aspekte. Freie Energie-Verfahren sind ein wesentliches Werkzeug, um aus Simulationen im Bereich der Physik, Chemie oder Biologie  thermodynamische und dynamische Informationen zu gewinnen. Tatsächlich ist das ein sehr aktives Gebiet mit vielen innovativen Entwicklungen. Wichtige Verfahren, die u.a. in der Veranstaltung besprochen werden, sind Markov State Modelling, Metadynamik, Replikaaustausch, thermodynamische Integration und Umbrella Sampling. Bei einigen der Verfahren spielt dabei das Konzept des "Reweighting" eine wichtige Rolle, also der Übergang zwischen verschiedenen Ensembles. In der Vorlesung werden sowohl die Grundlagen dieser Verfahren als auch typische Anwendungen vorgestellt.

The focus of the lecture "Advanced computational approaches to biomolecular structure and dynamics" will be on the application of computational methods to understand the structure and dynamics of molecules with function in biological processes. During the lecture, the student will be introduced to the biomolecular diversity and recognition. Specific examples of the applications of different computational techniques to study biomolecular structure, dynamics, and recognition will be highlighted. The lecture will cover cutting edge research, will highlight some specific applications of physico-chemical principles to study the extraordinary properties of pluripotent stem cells, and will include practical sessions. From this lecture block, the student is expected to gain interdisciplinary knowledge across physics, chemistry, and biology and to acquire the skills necessary to start research projects in the field of computational biophysics.

The lecture "Electronic and optical spectra of molecules and solids" will present

  • Green functions and many-body perturbation theory
  • Interrelation with Hartree-Fock theory, second quantization, and density-functional theory
  • single-particle excitations, ionization energy, band structure
  • electron-hole excitations, excitons, Bethe-Salpeter equation, optical spectra
MAP Die MAP des Gesamtmoduls "Aktuelle Aspekte" besteht aus einer mündlichen Prüfung (30 min).
Links Link zum Learnwebkurs "Theoretische Chemie und Physik"  WS16/17"
Hinweis: Das Zugangspasswort wird in der ersten Vorlesungsstunde bekanntgegeben!
Sonstiges Die Veranstaltungen, die im Rahmen der Aktuellen Aspekte der Chemie besucht werden, müssen im Vorfeld mit der/m Hochschullehrer/in, welche/r das Projektmodul betreut, abgestimmt und schriftlich festgehalten werden. Die individuelle Planung dieses Moduls, sowie die/der betreuende Hochschullehrer/in sind der Studienkoordination des
FB 12 mitzuteilen (Auszug aus der Modulbeschreibung).