Anorganische Chemie

Die anorganische Chemie beschäftigt sich mit den Eigenschaften und Reaktivitäten aller chemischen Elemente sowie deren Verbindungen, um so beispielsweise Antworten auf aktuelle Fragen zu geben: Welche Rolle spielen Metalle in biologischen Prozessen? Wie kann uns die Nanotechnologie den Alltag erleichtern? Was sind die Energiespeicher und Materialien der Zukunft? Wie können wir chemische Großprozesse umweltschonender und wirtschaftlicher gestalten?

Neue Arbeitstechniken und moderne physikalisch-chemische Messmethoden erlauben die Erforschung bislang unbekannter Verbindungen, die teilweise nur unter „extremen“ Bedingungen stabil sind. Das gesamte Arsenal experimenteller Methoden reicht dabei von extremem Überdruck bis hin zum Hochvakuum, wo nur einzelne Moleküle an Reaktionen beteiligt sind. Das Arbeiten unter vollständigem Ausschluss von Luftsauerstoff gehört ebenso zum Repertoire der „Anorganiker“ wie die vielfältige Welt der Synthese, in der Festkörper- wie in der Molekülchemie.

Die Forschungsaktivitäten sind meist interdisziplinär und werden im Verbund mit anderen Fachrichtungen, wie zum Beispiel der Biologie, der Physik oder den Materialwissenschaften, durchgeführt.

Ein stark anwendungsbezogenes Gebiet stellt die Entwicklung neuer und die Optimierung bestehender Katalysatoren dar: Diese Substanzen beschleunigen Reaktionen, die ansonsten nur unter großem Energieaufwand ablaufen würden. So lassen sich Düngemittel aus der Luft erzeugen, die Abgase unserer Autos entgiften oder mit Brennstoffzellen aus Wasserstoff und Sauerstoff effizient elektrische Energie gewinnen. Auch die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie ist ohne katalytisch aktive Elektroden nicht denkbar. Eine Reihe wichtiger Kunststoffe aus fossilen und nachwachsenden Rohstoffen, aber auch Zwischenstufen und Endprodukte der Pharma- und Elektronikindustrie sind erst durch den Einsatz von Metallkatalysatoren zugänglich.

Das Bachelorstudium beginnt meist mit einem anorganisch-chemischen Praktikum, das sich über ein bis zwei Semester erstreckt. Im qualitativen Praktikum lernen die Studierenden wie man die verschiedenen Elemente in einer Probe nachweisen kann. Im quantitativen Teil wird ermittelt, wieviel von jedem Element enthalten ist – und das aufs Milligramm genau. Durch die enge Verknüpfung von Praktikum und Vorlesungen wird außer analytischen Fähigkeiten auch eine große Stoffkenntnis, die für den sach- und umweltgerechten Umgang mit chemischen Substanzen erforderlich ist, vermittelt.

In den Vorlesungen wird die Chemie der Metalle und Nichtmetalle bzw. die der Haupt- und Nebengruppenelemente besprochen und um das Gebiet der metallorganische Stoffe und Metallkomplexe ergänzt. Die an vielen Universitäten wählbaren Nebenfächer wie Biochemie, Katalyse, Mineralogie, oder die Chemie der Nanomaterialen, ermöglichen bereits früh weitere Einblicke in Spezialgebiete.

Im Masterstudium wird die Ausbildung in anorganischer Chemie vertieft. Dazu gehören das ganze Arsenal moderner synthetischer Methoden und neueste spektroskopische und strukturanalytische Untersuchungsmethoden. Im Fortgeschrittenenpraktikum lernen die Studierenden verschiedene wissenschaftliche Arbeitsgebiete praktisch und theoretisch kennen, indem sie selbst an aktuellen Forschungsprojekten mitarbeiten.

Zum Studienprogramm des Masterstudiums gehören außerdem Spezialvorlesungen und Seminare. Bei der Master- und Doktorarbeit sind die Studierenden gefordert, ihr experimentelles Geschick weiterzuentwickeln und ihr theoretisches Wissen zu vertiefen. Dabei werden eigene Forschungsprojekte selbständig bearbeitet und – je nach Arbeitsgruppe – zum Teil auch praxisrelevante und anwendungsbezogene Forschung durchgeführt.

Die Tätigkeitsbereiche der „Anorganiker“ sind nach der Promotion so vielfältig wie das Fach selbst. Neben der chemischen Industrie, suchen auch chemienahe Branchen wie z. B. die Automobilindustrie, die Elektroindustrie und die Energiewirtschaft anorganische Chemiker. Darüber hinaus werden sie – wie andere Chemiker auch – zunehmend in chemiefernen Bereichen wie dem Patentwesen, in Behörden und Versicherungen, in Beratungsgesellschaften  sowie in zahlreichen Start-ups benötigt.

Ob in Forschung und Entwicklung, in der Produktion, im Marketing oder der Prozessoptimierung, „Anorganiker“ sind vielseitig einsetzbar. Neben den klassischen Großbetrieben, die vor allem Grundchemikalien herstellen, wird ihr Know-how auch in Industriezweigen, die sich mit der Entwicklung und Herstellung von Spezialchemikalien und Materialien mit besonderen Eigenschaften beschäftigen, benötigt. Wichtige industrielle Produkte sind unter anderem Baustoffe, Gläser, Katalysatoren, Keramiken, Pigmente und Zeolithe. Das ist jedoch nur ein kleiner Ausschnitt und es gibt nur sehr wenige Produkte, die ohne die Beteiligung der anorganischen Chemie hergestellt werden können.

Die im Masterstudium bzw. während der Promotion erfolgte Spezialisierung kann darüber hinaus wegweisend sein. So arbeiten Festkörperchemiker überwiegend in Unternehmen, die Halbleiter, Supraleiter, magnetische Materialien, Batterien oder ultrareine Werkstoffe herstellen. Metallorganiker werden in allen Bereichen der chemischen Industrie gesucht, wenn es um die Optimierung chemischer und katalytischer Prozesse geht. Mit dem gesellschaftlichen Wunsch nach ressourcenschonenderen und nachhaltigeren Prozessen ergeben sich interessante Berufsperspektiven.

Fach

Die anorganische Chemie beschäftigt sich mit den Eigenschaften und Reaktivitäten aller chemischen Elemente sowie deren Verbindungen, um so beispielsweise Antworten auf aktuelle Fragen zu geben: Welche Rolle spielen Metalle in biologischen Prozessen? Wie kann uns die Nanotechnologie den Alltag erleichtern? Was sind die Energiespeicher und Materialien der Zukunft? Wie können wir chemische Großprozesse umweltschonender und wirtschaftlicher gestalten?

Neue Arbeitstechniken und moderne physikalisch-chemische Messmethoden erlauben die Erforschung bislang unbekannter Verbindungen, die teilweise nur unter „extremen“ Bedingungen stabil sind. Das gesamte Arsenal experimenteller Methoden reicht dabei von extremem Überdruck bis hin zum Hochvakuum, wo nur einzelne Moleküle an Reaktionen beteiligt sind. Das Arbeiten unter vollständigem Ausschluss von Luftsauerstoff gehört ebenso zum Repertoire der „Anorganiker“ wie die vielfältige Welt der Synthese, in der Festkörper- wie in der Molekülchemie.

Die Forschungsaktivitäten sind meist interdisziplinär und werden im Verbund mit anderen Fachrichtungen, wie zum Beispiel der Biologie, der Physik oder den Materialwissenschaften, durchgeführt.

Ein stark anwendungsbezogenes Gebiet stellt die Entwicklung neuer und die Optimierung bestehender Katalysatoren dar: Diese Substanzen beschleunigen Reaktionen, die ansonsten nur unter großem Energieaufwand ablaufen würden. So lassen sich Düngemittel aus der Luft erzeugen, die Abgase unserer Autos entgiften oder mit Brennstoffzellen aus Wasserstoff und Sauerstoff effizient elektrische Energie gewinnen. Auch die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie ist ohne katalytisch aktive Elektroden nicht denkbar. Eine Reihe wichtiger Kunststoffe aus fossilen und nachwachsenden Rohstoffen, aber auch Zwischenstufen und Endprodukte der Pharma- und Elektronikindustrie sind erst durch den Einsatz von Metallkatalysatoren zugänglich.

Studium

Das Bachelorstudium beginnt meist mit einem anorganisch-chemischen Praktikum, das sich über ein bis zwei Semester erstreckt. Im qualitativen Praktikum lernen die Studierenden wie man die verschiedenen Elemente in einer Probe nachweisen kann. Im quantitativen Teil wird ermittelt, wieviel von jedem Element enthalten ist – und das aufs Milligramm genau. Durch die enge Verknüpfung von Praktikum und Vorlesungen wird außer analytischen Fähigkeiten auch eine große Stoffkenntnis, die für den sach- und umweltgerechten Umgang mit chemischen Substanzen erforderlich ist, vermittelt.

In den Vorlesungen wird die Chemie der Metalle und Nichtmetalle bzw. die der Haupt- und Nebengruppenelemente besprochen und um das Gebiet der metallorganische Stoffe und Metallkomplexe ergänzt. Die an vielen Universitäten wählbaren Nebenfächer wie Biochemie, Katalyse, Mineralogie, oder die Chemie der Nanomaterialen, ermöglichen bereits früh weitere Einblicke in Spezialgebiete.

Im Masterstudium wird die Ausbildung in anorganischer Chemie vertieft. Dazu gehören das ganze Arsenal moderner synthetischer Methoden und neueste spektroskopische und strukturanalytische Untersuchungsmethoden. Im Fortgeschrittenenpraktikum lernen die Studierenden verschiedene wissenschaftliche Arbeitsgebiete praktisch und theoretisch kennen, indem sie selbst an aktuellen Forschungsprojekten mitarbeiten.

Zum Studienprogramm des Masterstudiums gehören außerdem Spezialvorlesungen und Seminare. Bei der Master- und Doktorarbeit sind die Studierenden gefordert, ihr experimentelles Geschick weiterzuentwickeln und ihr theoretisches Wissen zu vertiefen. Dabei werden eigene Forschungsprojekte selbständig bearbeitet und – je nach Arbeitsgruppe – zum Teil auch praxisrelevante und anwendungsbezogene Forschung durchgeführt.

Beruf

Die Tätigkeitsbereiche der „Anorganiker“ sind nach der Promotion so vielfältig wie das Fach selbst. Neben der chemischen Industrie, suchen auch chemienahe Branchen wie z. B. die Automobilindustrie, die Elektroindustrie und die Energiewirtschaft anorganische Chemiker. Darüber hinaus werden sie – wie andere Chemiker auch – zunehmend in chemiefernen Bereichen wie dem Patentwesen, in Behörden und Versicherungen, in Beratungsgesellschaften  sowie in zahlreichen Start-ups benötigt.

Ob in Forschung und Entwicklung, in der Produktion, im Marketing oder der Prozessoptimierung, „Anorganiker“ sind vielseitig einsetzbar. Neben den klassischen Großbetrieben, die vor allem Grundchemikalien herstellen, wird ihr Know-how auch in Industriezweigen, die sich mit der Entwicklung und Herstellung von Spezialchemikalien und Materialien mit besonderen Eigenschaften beschäftigen, benötigt. Wichtige industrielle Produkte sind unter anderem Baustoffe, Gläser, Katalysatoren, Keramiken, Pigmente und Zeolithe. Das ist jedoch nur ein kleiner Ausschnitt und es gibt nur sehr wenige Produkte, die ohne die Beteiligung der anorganischen Chemie hergestellt werden können.

Die im Masterstudium bzw. während der Promotion erfolgte Spezialisierung kann darüber hinaus wegweisend sein. So arbeiten Festkörperchemiker überwiegend in Unternehmen, die Halbleiter, Supraleiter, magnetische Materialien, Batterien oder ultrareine Werkstoffe herstellen. Metallorganiker werden in allen Bereichen der chemischen Industrie gesucht, wenn es um die Optimierung chemischer und katalytischer Prozesse geht. Mit dem gesellschaftlichen Wunsch nach ressourcenschonenderen und nachhaltigeren Prozessen ergeben sich interessante Berufsperspektiven.

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