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Lehrplan 11Jg.

Übergreifende Sachgebiete

Sachgebiet: Das Kugelwolkenmodell

Das Kugelwolkemmodell kann bereits in der Sekundarstufe 1 behandelt worden sein (vgl. Lehrpläne Chemie und Naturwissenschaften). Falls das Kugelwolkenmodell noch nicht eingeführt wurde, muss dieses oder das ähnliche Elektronenpaarabstoßungsmodell ini 11. Jahrgang behandelt werden, um vertieftes Verständnis für Molekülstrukturen und Re­ aktionsmechanismen zu ermöglichen. Das Orbita.lmodell wird zu dieser Zeit noch nicht. benötigt.

Inhalte und Hinweise

  • Tetraederstruktur des Methanmoleküls. ( Die Tetraederstruktur des Methanmoleküls lässt sich u.a. damit begründen, dass nur ein Disubstitutionsprodukt gefunden wurde.)
  • Kugelwolkenmodell der Atome
  • Elektronenpaarbindung im Sinne des Kugelwolkenmodells
  • Mehrfachbindungen inl Sinne des Kugelwolkemnodells

Sachgebiet: Chemisches Gleichgewicht und Massenwirkungsgesetz

Für die Einführung des chemischen Gleichgewichts sind unterschiedliche Wege möglich:

  • Anhand umkehrbarer Reaktionen und Gleichgewichtsreaktionen beim Kohlenstoff­ kreislauf können das Prinzip von Le Chatelier und schließlich das Massenwirkungsge­setz erarbeitet werden. Anwendungen und Vertiefungen ergeben sich dann zunächst bei der Behandlung der Carbonsäuren und ihrer Reaktionen (Protolyse, Veresterung).
  • Auch die Behandlung der Carbonsäuren und die unterschiedlichen Säurestärken verschiedener organischer und anorganischer Säuren können Anlass für die Erarbeitung der Gleichgewichtslehre und des Massenwirkungsgesetzes sein. Bei der Esterbildung und der Esterhydrolvse finden die Gesetzmäßigkeiten weitere Anwendung.
  • Es ist auch möglich. die Einheit Gleichgewichtslehre und Massenwirkungsgesetz als eigenständigen Block an geeigneter Stelle einzuschieben und die gewonnenen Er­ kenntnisse bei den Protolyse- und Esterreaktionen anzuwenden.

Inhalte und Hinweise

  • Chemisches Gleichgewicht (Die Lernenden sollen verstehen, dass das chemische Gleichgewicht auf der Teil­ chenebene als dvnannsch anzusehen ist.)
  • Prinzip von Le Chatelier
  • Massenwirkungsgesetz
  • Jonenprodukt des Wassers
  • Säure-Base-Paare
  • Säuren- und Basen-Konstanten
  • Puffer (*)

Bereich 1: Kohlenstoff, ein vielseitiges Element

Themen

  • Diamanten, Koks und Bucky balls, die unterschiedlichen Gesichter des Kohlenstoffs
  • Tropfsteinhöhlen und Sinterterrassen
  • Die Bedeutung der Ozeane für den Kohlenstoffkreislauf
  • Kraftstoffe für das Auto

Sachgebiet: Kohlenstoff in anorganischen Verbindungen

Inhalte und Hinweise

  • Eigenschaften und Struktur der Kohlenstoffmodifikationen: Graphit. Diamant. Fullerene (Diamanten als Schmucksteine und als Besatz von Gesteinsbohrern, Bleistiftminen)
  • Kohlenstoffdioxid und Kohlensäure (Wiederholung von Unterrichtsstoff aus der Mittelstufe und Erweiterung zu den Salzen der Kohlensäure)
  • Carbonate, Hydrogencarbonate Carbonate und Hydrogencarbonate ini Haushalt: Soda, Natron, Backpulver. Brausepulver
  • Technischer Kalkkreislauf Kalkmörtel
  • Natürlicher Kalkkreislauf (Tropfsteinhöhlen, Sinterterrassen, Kesselstein)

Sachgebiet: Der Kohlenstoffkreislauf

Dieses Sachgebiet bietet sich für eine projektartige Behandlung an.

Inhalte und Hinweise

  • Qualitative Elementaranalyse: Nachweis von Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff in organischen Verbindungen (Zusammensetzung organischer Alltagsverbindungen)
  • Entstehung von Biomasse aus Kohlenstoffdioxid und Wasser (Photosynthese); Entstehung von Erdöl, Erdgas und Kohle; Entstehung fossiler Energieträger
  • Quellen und Senken für Kohlenstoff und Kohlenstoffdioxid (Nachdem im \Iittelstufenunterricht vor allem physikalische Aspekte des Tieib­ hauseffektes und des Kohlenstoffdioxidproblems bearbeitet wurden. lassen sich jetzt. auch chemische Aspekte vertieft erarbeiten.)
  • Der Einfluss des Menschen auf die Kohlenstoffdioxidkonzentration in der At.ino­ sphäre und mögliche Auswirkungen auf das Klima

Sachgebiet: Erdgas und Erdöl

Erdgas und Erdöl gehören zu den Stoffen, die den Lernenden zumindest dein Namen mich bekannt sind und zu ihrer Lebenswelt gehören.

Inhalte und Hinweise

  • Bestandteile des Erdgases (Die Untersuchung von Erdgas oder Feuerzeuggas durch Gaschromatographie ist möglich.)
  • Qualitative und quantitative Analyse des Methans (*) - Einfache Versuche und Rechenverfahren ermöglichen die Ermittlung der Molekülformel des Methans.
  • Bestandteile des Erdöls - Die Destillation des Erdöls und die gaschromatische Untersuchung eines Ben­ zins demonstrieren die Zusammensetzung aus vielen Kohlenwasserstoffverbin­dungen - Erdölprodukte: Benzin, Heizöl
  • Gesättigte Kohlenwasserstoffverbindungen (Durch Anwenden der hei der Untersuchung des Methans erlernten Analyse­ methoden lässt sich die N . lolekülformel einer flüssigen Kohlenwasserstoffverbin­ dung ermittele.)
  • Crackreaktion: Ungesättigte Kohlenwasserstoffverbindungen Crack-Produkte und ihre ökonomische Bedeutung
  • Physikalische und chemische Eigenschaften der Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindungen
  • Nomenklatur der Kohlenwasserstoffverbindungen
  • lsomerie
  • Homologe Reihen
  • Substitutionsreaktion
  • Mechanisinus der radikalischen Substitution
  • Additionsreaktion
  • Mechanismus der elektophileis Addition (*)

Bereich 2: Vom Alkohol zum Aromastoff

Themen

  • Alkohol als Kulturdroge, Alkoholmissbrauch
  • Alkohol - nicht nur zuni Trinken
  • Konventionelle und alternative Treibstoffe für das Auto

Sachgebiet: Alkohole Inhalte und Hinweise

  • Eigenschaften von Alkanolen - Verfahren zur Herstellung alkoholischer Getränke Alkohol als Kulturdroge, Alkoholmissbrauch
  • Zusammenhänge zwischen Molekülstruktur, zwischenmolekularen Kräften und Ei­ genschaften der Stoffe - Sinnvoll ist z.B. ein Vergleich von Alkanoliiiolekülen mit «'assen- und Alkan­ molekülen.
  • Strukturisoüierie (*) - Ether können als strukturisomere Verbindungen behandelt werden.
  • Nomenklatur der Alkohole
  • Eigenschaftsänderungen innerhalb der homologen Reihen der Alkohole
  • Beispiele für primäre. sekundäre und tertiäre Alkohole und ihre chemischen Eigen­ schaften Alkohole als Grundstoffe der chemischen Industrie: z.B. MTBE-Synthese, Lö­ sungsmittel. Treibstoffzusatz
  • Mehrwertige Alkohole Frostschutzmittel, Glycerin als Salbengrundlage, Zuckeraustauschstoffe

Sachgebiet: Aldehyde und Ketone

Eine vertiefte Betraclitung dieser Stoffgruppe erfolgt gegebenenfalls bei der Behandlung von Kohlenhydraten und Kunststoffen.

Inhalte und Hinweise

  • Oxidation von Alkanolen
  • Oxidationszahlen. Redox-Schemata.( In zweistündigen Kursen sollte auf komplizierte Redox-Schemata verzichtet werden)
  • Nomenklatur der Aldehyde und Ketone
  • Eigenschaften von Aldehyden und Ketonen: Nachweisreaktionen. Verhalten gegenüber Oxidationsmitteln (Aromen, Parfünmischungen. Methanal als Grundstoff der chemischen Industrie: z.B. Kunststoffproduktion, Konservierungsmittel Gesundheitsgefährdung durch Formaldehyd. Bedeutiiiig der MAK-Werte.)

Sachgebiet: Organische Säuren und Ester

Eine vergleichende Behandlung der Säurestärken von Alkansänren und einigen ihrer De­ rivate unter Berücksichtigung des induktiven Effekts ist möglicli. sobald (las chemische Gleichgewicht und das \Massenwirkungsgesetz behandelt worden sind.

Inhalte und Hinweise

  • Herstellung von Carbonsäuren durch Oxidation von primären Alkoholen und Alde­ hyden (Säuerungs- und Konservierungsmittel in der Nahrungsmittel- und Kosmetik­industrie)
  • Nomenklatur der Carbonsäuren
  • Säureeigenschaften der Carboxyl-Gruppe: induktive Effekte, Mesoinerie
  • Alkandisäuren, substituierte Alkansäuren (*) - Karies, Nierensteine
  • Esterkondensation und Esterhydrolyse (Aromastoffe, Lösungsmittel)
  • Mechanismen der Kondensations- und der Hydrolysereaktion (*)
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