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Komplexstabilität
Bioanorganische Chemie
AC IV Struktur und Chemische Bindung
Koordinationschemie
Physikalische und Theoretische Methoden
Kinetik und Reaktionsmechanismen
Koordinationschemie und Supramolekulare Chemie

 

Physikalische und Theoretische Methoden in der Anorganischen Chemie
1.	Struktur - Bindung - Elektronenstruktur
2.	Modellrechnungen
	Strukturen: Quantenchemie, DFT, MM
	Reaktivität: QM, QM-MM, MM
	Thermodynamik: QM, MM
	Spektroskopie: QM, LFT
3.	Spektroskopie (inkl. quantitative Analyse)
	3.1 Elektronenspektroskopie: UV-vis-RIR, CD, MCD, Photophysik, Photochemie
	3.2 ESR, Magnetismus
	3.3 Mössbauer
	3.4 EXAFS
	3.5 Vibrationsspektroskopie: IR, Raman, Resonanz-Raman
	3.6 Elektrochemie
4.	Anwendungsbeispiele, neuere Literatur
Literatur
	I.B. Bersuker: Electronic structure & properties of transition metal compounds 2nd Ed. 2010 Wiley
	R.S. Drago: Physical methods for chemists 2nd Ed. 1992 Saunders
	Scott/Lukehart: Application of physical methods to inorganic and bioinorganic Chemistry 2007 Wiley
	Solomon/Scott/King: Computational inorganic and bioinorganic chemistry 2007 Wiley
	Koch/Holthausen: A chemists guide to DFT Wiley-VCH 2nd Ed. 2001

 

 

Kinetik und Reaktionsmechanismen
1.	Geschwindigkeitsgesetze
	1.1	Einphasige Reaktionen 0., 1. und 2. Ordnung
	1.2	Mehrphasige Reaktionen
	1.3	Relaxationskinetik
	1.4	Steady State Approximation
	1.5	Enzym Katalyse-Michaelis-Menten Kinetik
	1.6	T-, P-, I-Abhängigkeiten
2.	Substitutionsreaktionen
	2.1	Reaktionstypen
	2.2	Lösugsmittelaustausch
	2.3	Beschleunigung von Substitutionsreaktionen
	2.4	Literaturbeispiele
3.	Substitutionsreaktionen
	3.1	Reaktionstypen
	3.2	Die Marcustheorie
	3.3	Literaturbeispiele
4.	Katalyse
	4.1	Reaktionstypen
	4.2	Literaturbeispiele

 

Koordinationschemie und Supramolekulare Chemie
Programm
1.	Einführung
	Geschichte, Definition - Anwendungsbereiche -
	was kann man von Koordinationschemie / Supramolekularer Chemie lernen?
2.	Struktur
	Koordinationszahlen / Geometrien / Symmetrien
	bestimmender Einfluss der Liganden
	Isomerie - Chiralität - Nomenklatur
3.	Chemische Bindung
	MO / DFT
4.	Thermodynamik: Komplexstabilität / Redoxpotentiale
5.	Reaktivität
	inkl. Ligandenaustausch, e-Austausch, Katalyse, Dynamik (Barry/Bailar Twist, dyn. JT Effekt)
6.	Spektroskopie, Magnetismus, LFT
7.	Anwendungen
	Molecular Sensors, Devices, Machines, Self-assembly, replication.
	Metals in Medicine
	Energy conversation and storage
	Information technology

 

Literatur
L.H. Gade	Koordinationschemie, Wiley-VCH 1998
J. Ribas	Coordination Chemistry, Wiley-VCH 2008
A.v. Zelewsky	Stereochemistry of Coordination Compounds, Wiley 1995
R.S. Drago	Physical Methods for Chemists, Saunders 1992
I.B. Bersuker	Electronic Structure and Properties of Transition Metal Compounds, Wiley 1996
B.N. Figgis, M.A. Hichtman	Ligand Field Theory and its Applications, Wiley-VCH 2000
A.E. Martell, R.D. Hancock	Metal Complexes in Aqueous Solution, Plenum 1996
J.-M. Lehn	Supramolecular Chemistry, VCH 1995

 

Koordinationschemie (Zyklusvorlesung) 

1.	Historisches: Alfred Werner
2.	Struktur und Isomerie
2.1	Strukturtypen (Koordinationszahlen 2-12)
2.2	Nomenklatur
2.3	Isomerie
2.4	Chiralität
3.	Wechselwirkung zwischen Metall und Ligand
3.1	MO Theorie
3.2	VB Theorie
3.3	Ligandenfeldtheorie (elektronische Struktur der Atome, Konfiguration, Terme, Russel-Sauders-Kopplung, Racah-Parameter, Ligandenfeld in verschiedenen Symmetrien, Tanabe-Sugano Diagramme, Jahn-Teller Effekte)
4.	Komplexstabilitäten
4.1	Experimentelle Bestimmung von Stabilitätskonstanten
4.2	Irving-Williams Reihe
4.3	HSAB Konzept
4.4	s- und π-Donor/Akzeptor-Wechselwirkungen
4.5	trans-Einfluß
4.6	Chelateffect (Komplexone, Siderophore)
4.7	Supramolekulare Komplexe (Präorganisation; Makrozyklen; Templat-Effekt)
5.	Physikalische Eigenschaften von Komplexen
5.1	Elektronenspektren (Experimentelles, Auswahlregeln, Intensitäten, Ligandenfeldübergänge, Charge-Transferübergänge
5.2	Magnetismus (Experimentelle, "Spin-Only", Bahndrehimpuls, High-Spin/Low-Spin/Intermediate Spin; Gleichgewichte, LIESST, Magnetische Kopplung)
5.3	Redoxpotentiale (Experimentelles, Elektrochemische Reihe, Redoxpotential/Komplexstabilitäten, Redoxpotential/Ligandenfeldstärke)
6.	Reaktionen von Komplexverbindungen
6.1	Experimentelles (Kinetik, Geschwindigkeitsgesetzte)
6.2	Substitutionsreaktionen (Reaktionstypen, Lösungsmittelaustausch, beschleunigte und katalysierte Substitutionsreaktion)
6.3	Elektronentransferreaktionen (inner- und outersphere Elektronentransfer, Markus-Theorie)
6.4	Photochemie
6.5	Metall-induzierte Reaktionen (Templatsynthese, Katalyse)
7.	Grenzgebiete zur metallorganischen Chemie
7.1	Metall-Metall-Bindungen
7.2	Carbonyl-Verbindungen
7.3	Phosphan-Komplexe
8.	Literatur

„Comprehensive Coordination Chemistry“, Pegamon Press, Oxford 1987 (Aufl. 2003 bestellt v. Bibl.)
Meunir, B., "Biomimetic Oxidations Catalyzed by Transition Metal Complexes", Imperial College Press 2000. (AC BioAC: Biomimetic ’00)
Lindoy, L. F.; Atkinson, I. M., "Self-Assembly in Supramolecular Systems", RSC 2000. (bestellt v. Bibliothek)
Gade, L. H. "Koordinationschemie", VCH 1998. (AC Koord: Gade ’98)
Cotton, F. A.; Wilkinson, G., Murillo, C. A.; Bochmann, M., "Advanced Inorganic Chemistry", 6th ed. Wiley 1999. AC Lb: Cotton ’99)
Huheey, J. E. "Anorganische Chemie", 2. Aufl., Gruyter 1995. (AC Lb: Huheey ’95)
Schläfer, H. L.;Gliemann, G. "Einführung in die Ligandenfeldtheorie", AVG 1967. (AC Koord: Schläfer `95
Gerloch, M. "Magnetism and Ligand-field Analysis", Cambridge 1983. (nicht in Bibliothek vorhanden)
Figgis, B. M.; Hitchman, M. A., „Ligand Field Theory and ist Applications“, Wiley-VCH 2000. (AC Koord: Figgis `00)
Wilkins, R. G. "Kinetics and Mechanism of Reactions of Transition Metal Complexes", 2nd ed., VCH 1991. (AC Koord: Wilkins `91)
Lindoy, L. F. "The Chemistry of Macrocyclic Ligand Complexes", Cambridge 1989. (bestellt v. Bibliothek)
Kettle, S. F. A. "Physical Inorganic Chemistry", Spectrum, Univ. Science 1996. (nicht in Bibliothek vorhanden)
Martell, A. E.; Hancock, R. D. "Metal Complexes in Aqueous Solution", Plenum 1996. (nicht in Bibliothek vorhanden)
Gerloch, M.; Constable, E. C. "Transition Metal Chemistry", VCH 1994. (AC Ümet: Gerl `94)
Von Zelewsky, A. "Stereochemistry of Coordination Compounds", Wiley 1996. (vergriffen, auch in UB nicht vorhanden)
Constable, E. C. "Metals and Ligand Reactivity", VCH 1996. (AC Koord: Const. `96)
Bersuker, I. B. "Electronic Structure and Properties of Transition Metal Compounds", Wiley 1996.

Eine Koordinationsverbindung (Übergangsmetallkomplex) ist das Produkt einer Lewis Säure-Base-Reaktion. Wichtig für die
Stabilität (und andere Eigenschaften) sind => das HSAB Konzept  => die Ligandenfeldtheorie  => die Irving-Williams Reihe  =>
der Chelat- und der Macrocycleneffekt  => Präorganisation und Komplementarität. Besonders wichtig ist, dass man sich vor Augen
hält, dass viele dieser Konzepte simplifizieren, qualitativ sind und nur Teilaspekte erklären; entscheidend ist, ein Problem in einem
größeren Zusammenhang zu sehen.

Struktur/Isomerie: Es gibt auch andere Koordinationszahlen und –geometrien als 6 und oktaedrisch; Konfigurationsindex; Chiralität.

Buchung: MO-Diagramme; LFT behandelt nur den Ausschnitt der d-Orbitale ? nicht- und antibindende MO; Modell für Spektroskopie;
Stabilität/Reaktivität: rein qualitative Aussagen.

Spektroskopie, Magnetismus: Basis: LFT; Orbitale vs. Zustände.

Stabilität: Massenwirkungsgesetz, Titration, Messung von Konzentrationen (Potentiometrie, Spektroskopie).

Reaktionen: Ligandenaustausch (labil vs. inert; A-I-D; Elektronenaustausch (inner/outer-sphere, Marcus); Templatreaktionen
(Aktivierung, Präorganisation, Entropie).

Werner-Schwarzenbach-Taube-Marcus.

 

Komplexstabilität 

 

1.	Einführung
2.	Experimentelle Bestimmung von Stabilitätskonstanten
2.1	Grundlagen, Potentiometrie
2.2	Redoxpotentiale
2.3	Methoden im Überblick
3.	Der Chelateffekt
3.1	Thermodynamik
3.2	Geometrie
3.3	Ausgewähltes Datenmaterial
3.4	Der Makrozykleneffekt
3.5	Der Kryptateffekt
3.6	Präorganisation, Komplementarität, Energetisierung
4.	Zusammenhänge
4.1	Das HSAB Konzept
4.2	Die Irving-Williams Reihe
5.	Slektivität und Design

  

 

Bioanorganische Chemie (Zyklusvorlesung)

 

1.	Grundlagen
1.1	Vorkommen, Verfügbarkeit und Toxikologie anorganischer Elemente
1.2	Biologische Liganden
1.3	Grundlagen der Koordinationschemie
1.4	Überblick über Klassen bioanorganischer Systeme
2.	Metalle in der Medizin
2.1	Radiopharmaka
2.2	MRI
2.3	Insulinmimetika
2.4	SOD Mimetika
2.5	Antivirale Wirkstoffe
2.6	Li
2.7	Gold
2.8	Cytostatika
3.	Alkalimetalle
4.	Erdalkalimetale
5.	Vanadium, Chrom, Molybdän, Wolfram; Nitrogenasen
6.	Metalloporphyrine (Mn, Fe, Co, Ni, Photosystem, Atmungskette)
7.	Nicht-Häm Eisen
8.	Nickel
9.	Kupfer
10.	Zink
11.	Literatur

"Bioinorganic Catalysis", Jan Redijk (Ed.),  M. Dekker Vlg. New York, 1993

"Handbook on Metalloproteins", I. Bertini, A. Sigel, H. Sigel (Eds.), M. Dekker Vlg., New York 2001

"Physical Methods in Bioinorganic Chemistry", L. Que Jr. (Ed.), USB, Sausolito, 2000

"Mechanistic Bioinorganic Chemistry", H. H. Thorp, V. L. Pecoraro (Eds.), Adv. in Chemistry Series 246, 1995

"Inorganic Biochemistry, an Introduction", J. A. Cowan, Wiley-VCH, Weinheim 1997

"Bioanorganische Chemie", W. Kaim, B. Schwederski, Teubner Vlg., 1995

"Bioinorganic  Chemistry", R. H. Hay, Ellis Horwood, 1984

"Principles of Bioinorganic Chemsitry", S. J. Lippard, J. M. Berg, USB, Mill Valley 1994

"Bringing Chemistry to Life", R. J. P. Williams, J.J.R. Fraústo da Silva ( Eds.), Oxford UP, 1998

"The Biological Chemistry of the Elements", R. J. P. Williams, J.J.R. Fraústo da Silva (Eds.), Oxford UP 1991

"The Natural Selection of the Chemical Elements", R. J. P. Williams, J.J.R. Fraústo da Silva (Eds.), Oxford UP 1996

"Metallopharmaceuticals I, DNA Interactions", Topics in Biological Inorganic Chemistry, Springer Vlg., Berlin, 1999

"Biomimetic Oxidation Catalyzed by Transition Metal Complexes", B. Meunier (Ed.), Imperial College Press 1998

"Metal-Oxo and Metal-Peroxo Species in Catalytic Oxidations", Structure and Bonding, Springer Vlg., Berlin 2000

"Activation of Small Molecules", VCH 2006

"Concepts and Models in Bioinorganic Chemistry", VCH 2006

 

 

 AC IV Struktur und Chemische Bindung

 

1.	Einführung Quantenmechanik
2.	Atome (Modelle)
3.	Moleküle
3.1	Grundlagen der Quantenmechanik
3.2	Qualitative MO Theorie
4.	Gruppentheorie
5.	Berechnung von Strukturen und Eigenschaften
6.	Ionische Bindung - Salze
7.	Metalle
8.	Schwache Wechselwirkungen und supramolekulare Chemie
9.	Übergangsmetallkomplexe - Grundlagen von LFT und AOM
10.	Literatur

Verschiedene Lehrbücher (die Vorlesung hält sich nicht an ein bestimmtes Buch; die meisten aufgeführten Bücher sind für spätere Vorlesungen von Nutzen!)

James E. Huheey	Inorganic Chemistry, Principles of Structure and Reactivität (Harper and Row)
A.F. Williams	A theoretical Approcach to Inorganic Chemistry (Springer)
L. Gade	Koordinationschemie (VCH 1998)
Joan Gisbert Ribas	Coordination Chemistry (VCH 2008)
Derek W. Smith	Inorganic Substances (Cambridge)
Ebsworth, Ranking, Cradock	Structural Methods in Inorganic Chemistry (Blackwell 1987)
N.W. Alcock	Bonding and Structure (Ellis Horwood)
R.J. Gissespie et al.	The VSEPR Model (Allyn and Bacon)
R.S. Drago	Physical Methods for Chemists (Saunders 1992)
S.F.A. Kettle	Symmetrie and Struktur (Teubner 1994)
L. Pauling	The Nature of the Chemical Bond (Cornell)

 

 

 

 

 

       

 

 

 

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