Theoretische Physikalische Chemie und Angewandte Chemiedidaktik

PD Dr. Thomas Kraska
Institut für Physikalische Chemie
Department für Chemie



Neben experimentellen Methoden werden theoretisch-mathematische Methoden zur Untersuchung von physikalisch-chemischen Phänomenen, Prozessen und Gewinnung von Daten eingesetzt. So können zum Beispiel mit molekulardynamischen Simulationen grundlegende Erkenntnisse auf atomarer und molekularer Ebene gewonnen werden. Mit mathematischen Modellen wie Zustandsgleichungen können thermodynamische Daten oder Phasendiagramme mit Übergängen zwischen verschiedenen Aggregatzuständen untersucht werden. Neben dem Erkenntnisgewinn tragen theoretische Methoden zur Entwicklung und Optimierung von technischen Verfahren bei.

Mit Hilfe von molekulardynamischen Simulationen wird die Keimbildung sowie die verschiedenen Wachstumsprozesse von metallischen, molekularen und pharmazeutischen Nanopartikeln aus der Gasphase sowie aus überkritischer CO₂-Phase untersucht.

Mathematische Modellierungen und Simulationen sind auch Gegenstand des Chemieunterrichts. Dies sind häufig analytische Modelle wie das Massenwirkungsgesetz oder die Faraday’schen Gesetze. Ergänzend können insbesondere auf der Teilchenebene Simulationen als Methode zur Vermittlung und Vertiefung von chemischen Zusammenhängen genutzt werden. Hierbei ist ein haptisch-spielerischer Zugang möglich, der zu Abläufen führt, die im Kern den Abläufen eines Simulationsprogramms entsprechen.

Quelle: Zuse Forum 6/1964 S. 15, mit freundlicher Genehmigung von Professor Dr.-Ing. habil. Horst Zuse