Physikalische Chemie

Faszination für Grenzgänger*innen: Die physikalische Chemie stellt quantitative Grundlagen und Methoden für Chemiker*innen aller Fachrichtungen bereit und entwickelt sie im ständigen Dialog über Grenzen hinweg weiter. Sie ist ein faszinierendes Forschungsgebiet für all jene, die sich von den Grenzbereichen der Chemie angezogen fühlen. 

Physikalische Eigenschaften und Strukturen chemischer Verbindungen, Energiebilanzen chemischer Prozesse, Zeitskalen chemischer Veränderungen und vieles mehr werden durch die physikalische Chemie systematisch beschrieben. Physikochemiker*innen interessieren sich beispielweise für Atmosphärenchemie und Klimawandel oder aber für Magnetchips und Nanodrähte. Sie optimieren Brennstoffzellen und Katalysatoren oder beschäftigen sich mit dem Wirkungsgrad eines Kraftwerkes oder der Knüpfung einzelner chemischer Bindungen.

In jedem Fall ist die Physikalische Chemie (mit-)zuständig – ob man höchstaufgelöst den Transport in eine lebende Zelle beobachtet, mit Laserlicht Moleküle aktiviert, die molekulare Selbstorganisation ausnutzt oder neue Materialeigenschaften konzipieren will. Nicht für alle Fragen kommt man dabei im Labor am schnellsten zum Ziel – der Computer ist ein wichtiges Instrument für Daten- und Problemanalyse, Simulation und theoretische Unterstützung. Hier findet oft intensive Zusammenarbeit zwischen Theoretiker*innen und Praktiker*innen statt.

In der physikalischen Chemie werden also physikalische Erscheinungen, die bei chemischen Vorgängen beobachtet werden, untersucht und gedeutet. Die Ergebnisse, die oft mit physikalischen Methoden erhalten und in der damit zusammenhängenden Theorie mit mathematischen Modellen beschrieben werden, können wiederum bei der Lösung technischer Probleme angewendet werden. Zwangsläufig begegnen sich dabei in der physikalischen Chemie Fragen und Konzepte aus Chemie und Physik.

Vorlesungen sowie ein Grund- und ein Fortgeschrittenenpraktikum in physikalischer Chemie gehören zu den Pflichtveranstaltungen des Bachelorstudiums. In ihnen bildet sich die Brückenfunktion der physikalischen Chemie zwischen Chemie und Physik mit ausgeprägten Anwendungsbezügen in beiden Fächern gut sichtbar ab. Im Masterstudium können dann weiterführende Veranstaltungen besucht und sich in zwischen Universitäten durchaus verschiedenen Teilgebieten der physikalischen Chemie spezialisiert werden.

Die Forschungsthemen der physikalischen Chemie finden sich im gesamten Bereich von der Biologie bis zur Physik und den Ingenieurwissenschaften. Im Studium (und später im Beruf) beschäftigt man sich z.B. mit Energieumwandlung und -speicherung, der Chemie von Grenzflächen und Nanoteilchen, mit Transportvorgängen, Spektroskopie, Elektrochemie sowie mit Anwendungen im Bereich der Lebens- oder Materialwissenschaften. 

Die experimentelle Arbeit wird ergänzt durch mathematische Modellbildung und Methoden der theoretischen Chemie. Freude an anspruchsvollen Experimenten und theoretischen Konzepten sollten zukünftige Physikochemiker*innen mitbringen. Ganz wichtig ist die Fähigkeit, im Team zu arbeiten: mit Chemiker*innen aller Fachrichtungen sowie mit Physiker*innen, Biolog*innen, Mathematiker*innen oder Ingenieur*innen.

In der chemischen Industrie gibt es für Physikochemiker*innen vielfältige Aufgaben, etwa in der Forschung, der Produkt- und Verfahrensentwicklung, der Analytik, im Umweltschutz oder in der Datenverarbeitung, aber auch in der Produktion, im Produktmanagement und Vertrieb, im Patentwesen, in der Forschungs- und Produktionsplanung. Die große Bandbreite zugänglicher Berufsfelder spiegelt erneut die Brückenfunktion der physikalischen Chemie wider.

Auch wenn es darum geht, chemische bzw. biochemische Reaktionen aus dem Labormaßstab in den technischen Maßstab zu übertragen, spielen physikochemische Fragen eine wichtige Rolle. Dabei überschneidet sich die Tätigkeit von Physikochemiker*innen mit der von technischen Chemiker*innen, Verfahrenstechniker*innen und Biotechnolog*innen. Physikochemiker*innen haben auch in zahlreichen weiteren Industriezweigen Berufsperspektiven, beispielsweise in der elektronischen, keramischen, metallurgischen sowie in der Mineralöl-, Elektro- und Analysegeräteindustrie.

Interessante Aufgaben für zukünftige Physikochemiker*innen finden sich – an Aufgabenstellungen aus Gebieten von der Physik bis hin zur Medizin – auch in Großforschungszentren, Einrichtungen der Max-Planck-, Helmholtz-, Leibniz- und Fraunhofer-Gesellschaft sowie an Universitäten und Fachhochschulen.

Fach

Faszination für Grenzgänger*innen: Die physikalische Chemie stellt quantitative Grundlagen und Methoden für Chemiker*innen aller Fachrichtungen bereit und entwickelt sie im ständigen Dialog über Grenzen hinweg weiter. Sie ist ein faszinierendes Forschungsgebiet für all jene, die sich von den Grenzbereichen der Chemie angezogen fühlen. 

Physikalische Eigenschaften und Strukturen chemischer Verbindungen, Energiebilanzen chemischer Prozesse, Zeitskalen chemischer Veränderungen und vieles mehr werden durch die physikalische Chemie systematisch beschrieben. Physikochemiker*innen interessieren sich beispielweise für Atmosphärenchemie und Klimawandel oder aber für Magnetchips und Nanodrähte. Sie optimieren Brennstoffzellen und Katalysatoren oder beschäftigen sich mit dem Wirkungsgrad eines Kraftwerkes oder der Knüpfung einzelner chemischer Bindungen.

In jedem Fall ist die Physikalische Chemie (mit-)zuständig – ob man höchstaufgelöst den Transport in eine lebende Zelle beobachtet, mit Laserlicht Moleküle aktiviert, die molekulare Selbstorganisation ausnutzt oder neue Materialeigenschaften konzipieren will. Nicht für alle Fragen kommt man dabei im Labor am schnellsten zum Ziel – der Computer ist ein wichtiges Instrument für Daten- und Problemanalyse, Simulation und theoretische Unterstützung. Hier findet oft intensive Zusammenarbeit zwischen Theoretiker*innen und Praktiker*innen statt.

In der physikalischen Chemie werden also physikalische Erscheinungen, die bei chemischen Vorgängen beobachtet werden, untersucht und gedeutet. Die Ergebnisse, die oft mit physikalischen Methoden erhalten und in der damit zusammenhängenden Theorie mit mathematischen Modellen beschrieben werden, können wiederum bei der Lösung technischer Probleme angewendet werden. Zwangsläufig begegnen sich dabei in der physikalischen Chemie Fragen und Konzepte aus Chemie und Physik.

Studium

Vorlesungen sowie ein Grund- und ein Fortgeschrittenenpraktikum in physikalischer Chemie gehören zu den Pflichtveranstaltungen des Bachelorstudiums. In ihnen bildet sich die Brückenfunktion der physikalischen Chemie zwischen Chemie und Physik mit ausgeprägten Anwendungsbezügen in beiden Fächern gut sichtbar ab. Im Masterstudium können dann weiterführende Veranstaltungen besucht und sich in zwischen Universitäten durchaus verschiedenen Teilgebieten der physikalischen Chemie spezialisiert werden.

Die Forschungsthemen der physikalischen Chemie finden sich im gesamten Bereich von der Biologie bis zur Physik und den Ingenieurwissenschaften. Im Studium (und später im Beruf) beschäftigt man sich z.B. mit Energieumwandlung und -speicherung, der Chemie von Grenzflächen und Nanoteilchen, mit Transportvorgängen, Spektroskopie, Elektrochemie sowie mit Anwendungen im Bereich der Lebens- oder Materialwissenschaften. 

Die experimentelle Arbeit wird ergänzt durch mathematische Modellbildung und Methoden der theoretischen Chemie. Freude an anspruchsvollen Experimenten und theoretischen Konzepten sollten zukünftige Physikochemiker*innen mitbringen. Ganz wichtig ist die Fähigkeit, im Team zu arbeiten: mit Chemiker*innen aller Fachrichtungen sowie mit Physiker*innen, Biolog*innen, Mathematiker*innen oder Ingenieur*innen.

Beruf

In der chemischen Industrie gibt es für Physikochemiker*innen vielfältige Aufgaben, etwa in der Forschung, der Produkt- und Verfahrensentwicklung, der Analytik, im Umweltschutz oder in der Datenverarbeitung, aber auch in der Produktion, im Produktmanagement und Vertrieb, im Patentwesen, in der Forschungs- und Produktionsplanung. Die große Bandbreite zugänglicher Berufsfelder spiegelt erneut die Brückenfunktion der physikalischen Chemie wider.

Auch wenn es darum geht, chemische bzw. biochemische Reaktionen aus dem Labormaßstab in den technischen Maßstab zu übertragen, spielen physikochemische Fragen eine wichtige Rolle. Dabei überschneidet sich die Tätigkeit von Physikochemiker*innen mit der von technischen Chemiker*innen, Verfahrenstechniker*innen und Biotechnolog*innen. Physikochemiker*innen haben auch in zahlreichen weiteren Industriezweigen Berufsperspektiven, beispielsweise in der elektronischen, keramischen, metallurgischen sowie in der Mineralöl-, Elektro- und Analysegeräteindustrie.

Interessante Aufgaben für zukünftige Physikochemiker*innen finden sich – an Aufgabenstellungen aus Gebieten von der Physik bis hin zur Medizin – auch in Großforschungszentren, Einrichtungen der Max-Planck-, Helmholtz-, Leibniz- und Fraunhofer-Gesellschaft sowie an Universitäten und Fachhochschulen.

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