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Lehrplan

Gymnasium

Chemie

2004/2007/2009/2011/2019/2022

 

Impressum

Der überarbeitete Lehrplan im Fach Chemie für das Gymnasium tritt entsprechend folgender Regelung in Kraft:

für die Klassenstufen 7 bis 10               am 1. August 2022
für die Jahrgangsstufe 11                     am 1. August 2023
für die Jahrgangsstufe 12                     am 1. August 2024

Die Lehrpläne traten 2004 bis 2009 in Kraft und wurden durch Lehrerinnen und Lehrer der Gymnasien in Zusammenarbeit mit dem Sächsischen Staatsinstitut für Bildung und Schulentwicklung - Comenius-Institut - erstellt.

Eine teilweise Überarbeitung der Lehrpläne von Lehrerinnen und Lehrern der Gymnasien erfolgte im Rahmen der Weiterentwicklung der gymnasialen Oberstufe 2007 und nach Abschluss der Phase der begleiteten Lehrplaneinführung 2009 und 2011 sowie 2019  und 2022 in Zusammenarbeit mit dem Sächsischen Bildungsinstitut bzw. dem

Landesamt für Schule und Bildung
Standort Radebeul
Dresdner Straße 78 c
01445 Radebeul
www.lasub.smk.sachsen.de/ 

Herausgeber:
Sächsisches Staatsministerium für Kultus 
Carolaplatz 1
01097 Dresden
www.smk.sachsen.de  

Teil Grundlagen

Aufbau und Verbindlichkeit der Lehrpläne

Grundstruktur

Im Teil Grundlagen enthält der Lehrplan Ziele und Aufgaben des Gymnasiums, Aussagen zum fächerverbindenden Unterricht sowie zur Entwicklung von Lernkompetenz.

Im fachspezifischen Teil werden für das Fach die allgemeinen fachlichen Ziele ausgewiesen, die für eine Klassen- bzw. Jahrgangsstufe oder für mehrere Klassen- bzw. Jahrgangsstufen als spezielle fachliche Ziele differenziert beschrieben sind und dabei die Prozess- und Ergebnisorientierung sowie die Progression des schulischen Lernens ausweisen.

Lernbereiche, Zeitrichtwerte

In jeder Klassenstufe sind Lernbereiche mit Pflichtcharakter im Umfang von 25 Wochen verbindlich festgeschrieben. In der Jahrgangsstufe 11 sind 26 Wochen verbindlich festgelegt, in der Jahrgangsstufe 12 sind es 22 Wochen. Zusätzlich kann in jeder Klassen- bzw. Jahrgangsstufe ein Lernbereich mit Wahlcharakter im Umfang von zwei Wochen bearbeitet werden.

Entscheidungen über eine zweckmäßige zeitliche Reihenfolge der Lernbereiche innerhalb einer Klassenstufe bzw. zu Schwerpunkten innerhalb eines Lernbereiches liegen in der Verantwortung des Lehrers. Zeitrichtwerte können, soweit das Erreichen der Ziele gewährleistet ist, variiert werden.

tabellarische Darstellung der Lernbereiche

Die Gestaltung der Lernbereiche erfolgt in tabellarischer Darstellungsweise.

Bezeichnung des Lernbereiches Zeitrichtwert

Lernziele und Lerninhalte

Bemerkungen

Verbindlichkeit der Lernziele und Lerninhalte

Lernziele und Lerninhalte sind verbindlich. Sie kennzeichnen grundlegende Anforderungen in den Bereichen Wissenserwerb, Kompetenzentwicklung und Werteorientierung.

Im Sinne der Vergleichbarkeit von Lernprozessen erfolgt die Beschreibung der Lernziele in der Regel unter Verwendung einheitlicher Begriffe. Diese verdeutlichen bei zunehmendem Umfang und steigender Komplexität der Lernanforderungen didaktische Schwerpunktsetzungen für die unterrichtliche Erarbeitung der Lerninhalte.

Bemerkungen

Bemerkungen haben Empfehlungscharakter. Gegenstand der Bemerkungen sind inhaltliche Erläuterungen, Hinweise auf geeignete Lehr- und Lernmethoden und Beispiele für Möglichkeiten einer differenzierten Förderung der Schüler. Sie umfassen Bezüge zu Lernzielen und Lerninhalten des gleichen Faches, zu anderen Fächern und zu den überfachlichen Bildungs- und Erziehungszielen des Gymnasiums.

Verweisdarstellungen

Verweise auf Lernbereiche des gleichen Faches und anderer Fächer sowie auf überfachliche Ziele werden mit Hilfe folgender grafischer Elemente veranschaulicht:

➔ LB 2

Verweis auf Lernbereich des gleichen Faches der gleichen Klassenstufe

 

➔ Kl. 7, LB 2

Verweis auf Lernbereich des gleichen Faches einer anderen Klassenstufe

 

➔ MU, Kl. 7, LB 2

Verweis auf Klassenstufe, Lernbereich eines anderen Faches

 

⇒ Lernkompetenz

Verweise auf ein überfachliches Bildungs- und Erziehungsziel des Gymnasiums (s. Ziele und Aufgaben des Gymnasiums)

 
Wahlpflichtbereich

Im Wahlpflichtbereich wählt der Schüler entweder ein schulspezifisches Profil (Lehrplan Schulspezifisches Profil) oder eine dritte Fremdsprache.

Beschreibung der Lernziele

Einblick gewinnen

Begegnung mit einem Gegenstandsbereich/Wirklichkeitsbereich oder mit Lern- und Arbeitstechniken oder Fachmethoden als grundlegende Orientierung, ohne tiefere Reflexion

Kennen

über Kenntnisse und Erfahrungen zu Sachverhalten und Zusammenhängen, zu Lern- und Arbeitstechniken oder Fachmethoden sowie zu typischen Anwendungsmustern aus einem begrenzten Gebiet im gelernten Kontext verfügen

Übertragen

Kenntnisse und Erfahrungen zu Sachverhalten und Zusammenhängen, im Umgang mit Lern- und Arbeitstechniken oder Fachmethoden in vergleichbaren Kontexten verwenden

Beherrschen

Handlungs- und Verfahrensweisen routinemäßig gebrauchen

Anwenden

Kenntnisse und Erfahrungen zu Sachverhalten und Zusammenhängen, im Umgang mit Lern- und Arbeitstechniken oder Fachmethoden durch Abstraktion
und Transfer in unbekannten Kontexten verwenden

Beurteilen/Sich positionieren

begründete Sach- und/oder Werturteile entwickeln und darstellen, Sach und/ oder Wertvorstellungen in Toleranz gegenüber anderen annehmen oder ablehnen, vertreten, kritisch reflektieren und ggf. revidieren

Gestalten/Problemlösen

Handlungen/Aufgaben auf der Grundlage von Wissen zu komplexen Sachverhalten und Zusammenhängen, Lern- und Arbeitstechniken, geeigneten Fachmethoden sowie begründeten Sach- und/oder Werturteilen selbstständig planen, durchführen, kontrollieren sowie zu neuen Deutungen und Folgerungen gelangen

Abkürzungen

In den Lehrplänen des Gymnasiums werden folgende Abkürzungen verwendet:

GS Grundschule
OS Oberschule
GY Gymnasium
FS Fremdsprache
Kl. Klassenstufe/n
LB Lernbereich
LBW Lernbereich mit Wahlcharakter
Gk Grundkurs
Lk Leistungskurs
SE Schülerexperiment
Ustd. Unterrichtsstunden
AST Astronomie
BIO Biologie
CH Chemie
CHI Chinesisch
DaZ Deutsch als Zweitsprache
DE Deutsch
EN Englisch
ETH Ethik
FR Französisch
G/R/W Gemeinschaftskunde/Rechtserziehung/Wirtschaft
GEO Geographie
GE Geschichte
GR Griechisch
INF Informatik
ITA Italienisch
KU Kunst
LA Latein
MA Mathematik
MU Musik
PHI Philosophie
PH Physik
POL Polnisch
P Schulspezifisches Profil
RE/e Evangelische Religion
RE/j Jüdische Religion
RE/k Katholische Religion
RU Russisch
SOR Sorbisch
SPA Spanisch
SPO Sport
TC Technik/Computer
TSC Tschechisch

Die Bezeichnungen Schüler und Lehrer werden im Lehrplan allgemein für Schülerinnen und Schüler bzw. Lehrerinnen und Lehrer gebraucht.

Ziele und Aufgaben des Gymnasiums

Bildungs- und Erziehungsauftrag

Das Gymnasium ist eine eigenständige Schulart. Es vermittelt Schülern mit entsprechenden Begabungen und Bildungsabsichten eine vertiefte allgemeine Bildung, die für ein Hochschulstudium vorausgesetzt wird; es schafft auch Voraussetzungen für eine berufliche Ausbildung außerhalb der Hochschule. Der achtjährige Bildungsgang am Gymnasium ist wissenschaftspropädeutisch angelegt und führt nach zentralen Prüfungen zur allgemeinen Hochschulreife. Der Abiturient verfügt über die für ein Hochschulstudium notwendige Studierfähigkeit. Die Entwicklung und Stärkung der Persönlichkeit sowie die Möglichkeit zur Gestaltung des eigenen Lebens in sozialer Verantwortung und die Befähigung zur Mitwirkung in der demokratischen Gesellschaft gehören zum Auftrag des Gymnasiums.

Den individuellen Fähigkeiten und Neigungen der Schüler wird unter anderem durch die Möglichkeit zur eigenen Schwerpunktsetzung entsprochen. Schüler entscheiden sich zwischen verschiedenen schulspezifischen Profilen oder der 3. Fremdsprache, treffen die Wahl der Leistungskurse und legen ihre Wahlpflicht- sowie Wahlkurse fest.

Bildungs- und Erziehungsziele

Vertiefte Allgemeinbildung, Wissenschaftspropädeutik und allgemeine Studierfähigkeit sind Ziele des Gymnasiums.

Das Gymnasium bereitet junge Menschen darauf vor, selbstbestimmt zu leben, sich selbst zu verwirklichen und in sozialer Verantwortung zu handeln. Im Bildungs- und Erziehungsprozess des Gymnasiums sind

der Erwerb intelligenten und anwendungsfähigen Wissens,

die Entwicklung von Lern-, Methoden- und Sozialkompetenz und

die Werteorientierung

in allen fachlichen und überfachlichen Zielen miteinander zu verknüpfen.

Die überfachlichen Ziele beschreiben darüber hinaus Intentionen, die auf die Persönlichkeitsentwicklung der Schüler gerichtet sind und in jedem Fach konkretisiert und umgesetzt werden müssen.

Eine besondere Bedeutung kommt der politischen Bildung als aktivem Beitrag zur Entwicklung der Mündigkeit junger Menschen und zur Stärkung der Zivilgesellschaft zu. Im Vordergrund stehen dabei die Fähigkeit und Bereitschaft, sich vor dem Hintergrund demokratischer Handlungsoptionen aktiv in die freiheitliche Demokratie einzubringen.

Als ein übergeordnetes Bildungs- und Erziehungsziel des Gymnasiums ist politische Bildung im Sächsischen Schulgesetz verankert und muss in allen Fächern angemessen Beachtung finden. Zudem ist sie integrativ insbesondere in den überfachlichen Zielen Werteorientierung, Bildung für nachhaltige Entwicklung, Reflexions- und Diskursfähigkeit sowie Verantwortungsbereitschaft enthalten.

Ausgehend vom Abschlussniveau der Grundschule werden überfachliche Ziele formuliert, die in allen Fächern zu realisieren sind.

Die Schüler eignen sich systematisch intelligentes Wissen an, das von ihnen in unterschiedlichen Zusammenhängen genutzt und zunehmend selbstständig angewendet werden kann. [Wissen]

Sie entwickeln Kommunikations- und Teamfähigkeit. Sie lernen, sich adressaten-, situations- und wirkungsbezogen zu verständigen und erkennen, dass Kooperation für die Problemlösung zweckdienlich ist. [Kommunikationsfähigkeit]

 Sie erwerben Wissen über die Gültigkeitsbedingungen spezifischer Erkenntnismethoden und lernen, dass Erkenntnisse von den eingesetzten Methoden abhängig sind. Dabei entwickeln sie ein differenziertes Weltverständnis. [Methodenbewusstsein]

Die Schüler erwerben Lernstrategien, die selbstorganisiertes und selbstverantwortetes Lernen unterstützen und auf lebenslanges Lernen vorbereiten. [Lernkompetenz]

Sie entwickeln die Fähigkeit, effizient mit Zeit und Ressourcen umzugehen, sie lernen, Arbeitsabläufe zweckmäßig zu planen und zu gestalten sowie geistige und manuelle Operationen zu automatisieren. [Arbeitsorganisation]

Sie erwerben Problemlösestrategien. Sie lernen, planvoll zu beobachten und zu beschreiben, zu analysieren, zu ordnen und zu synthetisieren. Sie entwickeln die Fähigkeit, problembezogen deduktiv oder induktiv vorzugehen, Hypothesen zu bilden sowie zu überprüfen und gewonnene Erkenntnisse zu transferieren. Sie lernen in Alternativen zu denken, Phantasie und Kreativität zu entwickeln und zugleich Lösungen auf ihre Machbarkeit zu überprüfen. [Problemlösestrategien]

Die Schüler lernen, Informationen zu gewinnen, einzuordnen und zu nutzen, um ihr Wissen zu erweitern, neu zu strukturieren und anzuwenden. Sie entwickeln Fähigkeiten, moderne Informations- und Kommunikationstechnologien sicher, sachgerecht, situativ-zweckmäßig und verantwortungsbewusst zu nutzen. Sie kennen deren Funktionsweisen und nutzen diese zur kreativen Lösung von Problemen. [informatische Bildung]

Sie erweitern und vertiefen ihre Kenntnisse über Medien sowie deren Funktions-, Gestaltungs- und Wirkungsweisen. Sie lernen Medien selbstständig für das eigene Lernen zu nutzen und mediengeprägte Probleme zu erfassen, zu analysieren und ihre medienkritischen Reflexionen zu verstärken. [Medienbildung]

Sie üben sich im interdisziplinären Arbeiten, bereiten sich auf den Umgang mit vielschichtigen und vielgestaltigen Problemen und Themen vor und lernen, mit Phänomenen mehrperspektivisch umzugehen. [Interdisziplinarität, Mehrperspektivität]

Die Schüler entwickeln die Fähigkeit zu Empathie und Perspektivwechsel und lernen, sich für die Rechte und Bedürfnisse anderer einzusetzen. Sie lernen unterschiedliche Positionen und Wertvorstellungen kennen und setzen sich mit ihnen auseinander, um sowohl eigene Positionen einzunehmen als auch anderen gegenüber Toleranz zu entwickeln. Sie entwickeln interkulturelle Kompetenz, um offen zu sein, sich mit anderen zu verständigen und angemessen zu handeln. [Empathie und Perspektivwechsel]

Die Schüler entwickeln eigene Wertvorstellungen auf der Grundlage der freiheitlichen demokratischen Grundordnung, indem sie Werte im schulischen Alltag erleben, kritisch reflektieren und diskutieren. Dazu gehören insbesondere Erfahrungen der Toleranz, der Akzeptanz, der Anerkennung und der Wertschätzung im Umgang mit Vielfalt sowie Respekt vor dem Leben, dem Menschen und vor zukünftigen Generationen. Sie entwickeln die Fähigkeit und Bereitschaft, sich vor dem Hintergrund demokratischer Handlungsoptionen aktiv in die freiheitliche Demokratie einzubringen. [Werteorientierung]

Die Schüler setzen sich, ausgehend von den eigenen Lebensweltbezügen, einschließlich ihrer Erfahrungen mit der Vielfalt und Einzigartigkeit der Natur, mit lokalen, regionalen und globalen Entwicklungen auseinander. Sie lernen, Auswirkungen von Entscheidungen auf das Leben der Menschen, die Umwelt und die Wirtschaft zu bewerten. Sie setzen sich bewusst für eine ökologisch, sozial und ökonomisch nachhaltige Entwicklung ein und wirken gestaltend daran mit. Dabei kennen und nutzen sie Partizipationsmöglichkeiten. [Bildung für nachhaltige Entwicklung]

Sie entwickeln vertiefte Reflexions- und Diskursfähigkeit, um ihr Leben selbstbestimmt und verantwortlich zu führen. Sie lernen, Positionen, Lösungen und Lösungswege kritisch zu hinterfragen. Sie erwerben die Fähigkeit, differenziert Stellung zu beziehen und die eigene Meinung sachgerecht zu begründen. Sie eignen sich die Fähigkeit an, komplexe Sachverhalte unter Verwendung der entsprechenden Fachsprache sowohl mündlich als auch schriftlich stringent darzulegen. [Reflexions- und Diskursfähigkeit]

Sie entwickeln eine persönliche Motivation für die Übernahme von Verantwortung in Schule und Gesellschaft. [Verantwortungsbereitschaft]

Gestaltung des Bildungs- und Erziehungsprozesses

Der Bildungs- und Erziehungsprozess ist individuell und gesellschaftsbezogen zugleich. Die Schule als sozialer Erfahrungsraum muss den Schülern Gelegenheit geben, den Anspruch auf Selbstständigkeit, Selbstverantwortung und Selbstbestimmung einzulösen und Mitverantwortung bei der gemeinsamen Gestaltung schulischer Prozesse zu tragen.

Die Unterrichtsgestaltung wird von einer veränderten Schul- und Lernkultur geprägt. Der Lernende wird in seiner Individualität angenommen, indem seine Leistungsvoraussetzungen, seine Erfahrungen und seine speziellen Interessen und Neigungen berücksichtigt werden. Dazu ist ein Unterrichtsstil notwendig, der beim Schüler Neugier weckt, ihn zu Kreativität anregt und Selbsttätigkeit und Selbstverantwortung verlangt. Das Gymnasium bietet den Bewegungsaktivitäten der Schüler entsprechenden Raum und ermöglicht das Lernen mit allen Sinnen. Durch unterschiedliche Formen der Binnendifferenzierung wird fachliches und soziales Lernen optimal gefördert. Ein vielfältiger Einsatz von traditionellen und digitalen Medien befähigt die Schüler, diese kritisch für das selbstständige Lernen zu nutzen.

Der altersgemäße Unterricht im Gymnasium geht von der kontinuierlichen Zunahme der Selbsttätigkeit der Schüler aus, ihren erweiterten Erfahrungen und dem wachsenden Abstraktionsvermögen. Die Schüler werden zunehmend an der Unterrichtsgestaltung beteiligt und übernehmen für die zielgerichtete Planung und Realisierung von Lernprozessen Mitverantwortung. Das verlangt von allen Beteiligten Engagement, Gemeinschaftsgeist und Verständnis für andere Positionen.

In den Klassenstufen 5 und 6 werden aus der Grundschule vertraute Formen des Unterrichts aufgenommen und erweitert. Der Unterricht ist kindgerecht, lebensweltorientiert und anschaulich. Durch entsprechende Angebote unterstützt die Schule die Kinder bei der Suche nach ihren speziellen Stärken, die ebenso gefördert werden wie der Abbau von Schwächen. Sie lernen zunehmend selbstständig zu arbeiten.

Die Selbsttätigkeit der Schüler intensiviert sich in den Klassenstufen 7 bis 10. Sie übernehmen zunehmend Verantwortung für die Gestaltung des eigenen Lernens. Der Unterricht knüpft an die Erfahrungs- und Lebenswelt der Jugendlichen an und komplexere Themen und Probleme werden zum Unterrichtsgegenstand.

Der Eintritt in die gymnasiale Oberstufe ist durch das Kurssystem nicht nur mit einer veränderten Organisationsform verbunden, sondern auch mit anderen, die Selbstständigkeit der Schüler fördernden Arbeitsformen. Der systematische Einsatz von traditionellen und digitalen Medien fördert das selbstgesteuerte, problemorientierte und kooperative Lernen. Unterricht bleibt zwar lehrergesteuert, doch im Mittelpunkt steht die Eigenaktivität der jungen Erwachsenen bei der Gestaltung des Lernprozesses. In der gymnasialen Oberstufe lernen die Schüler Problemlöseprozesse eigenständig zu organisieren sowie die Ergebnisse eines Arbeitsprozesses strukturiert und in angemessener Form zu präsentieren. Ausdruck dieser hohen Stufe der Selbstständigkeit kann u. a. die Anfertigung einer besonderen Lernleistung (BELL) sein.

Eine von Kooperation und gegenseitigem Verständnis geprägte Lernatmosphäre an der Schule, in der die Lehrer Vertrauen in die Leistungsfähigkeit ihrer Schüler haben, trägt nicht nur zur besseren Problemlösung im Unterricht bei, sondern fördert zugleich soziale Lernfähigkeit.

Unterricht am Gymnasium muss sich noch stärker um eine Sicht bemühen, die über das Einzelfach hinausgeht. Die Lebenswelt ist in ihrer Komplexität nur begrenzt aus der Perspektive des Einzelfaches zu erfassen. Fachübergreifendes und fächerverbindendes Lernen trägt dazu bei, andere Perspektiven einzunehmen, Bekanntes und Neuartiges in Beziehung zu setzen und nach möglichen gemeinsamen Lösungen zu suchen.

In der Schule lernen und leben die Schüler gleichberechtigt miteinander. Der Schüler wird mit seinen individuellen Fähigkeiten, Eigenschaften, Wertvorstellungen und seinem Lebens- und Erfahrungshintergrund respektiert. In gleicher Weise respektiert er seine Mitschüler. Unterschiedliche Positionen bzw. Werturteile können geäußert werden und sie werden auf der Basis der demokratischen Grundordnung zur Diskussion gestellt.

Wesentliche Kriterien eines guten Schulklimas am Gymnasium sind Transparenz der Entscheidungen, Gerechtigkeit und Toleranz sowie Achtung und Verlässlichkeit im Umgang aller an Schule Beteiligten. Wichtigste Partner sind die Eltern, die kontinuierlich den schulischen Erziehungsprozess begleiten und aktiv am Schulleben partizipieren sollen sowie nach Möglichkeit Ressourcen und Kompetenzen zur Verfügung stellen.

Die Schüler sollen dazu angeregt werden, sich über den Unterricht hinaus zu engagieren. Das Gymnasium bietet dazu genügend Betätigungsfelder, die von der Arbeit in den Mitwirkungsgremien bis hin zu kulturellen und gemeinschaftlichen Aufgaben reichen.

Das Gymnasium öffnet sich stärker gegenüber seinem gesellschaftlichen Umfeld und bezieht Einrichtungen wie Universitäten, Unternehmen, soziale und kommunale Institutionen in die Bildungs- und Erziehungsarbeit ein. Kontakte zu Kirchen, Organisationen und Vereinen geben neue Impulse für die schulische Arbeit. Besondere Lernorte entstehen, wenn Schüler nachbarschaftliche bzw. soziale Dienste leisten. Dadurch werden individuelles und soziales Engagement bzw. Verantwortung für sich selbst und für die Gemeinschaft verbunden.

Schulinterne Evaluation muss zu einem selbstverständlichen Bestandteil der Arbeitskultur der Schule werden. Für den untersuchten Bereich werden Planungen bestätigt, modifiziert oder verworfen. Die Evaluation unterstützt die Kommunikation und die Partizipation der Betroffenen bei der Gestaltung von Schule und Unterricht.

Jedes Gymnasium ist aufgefordert, unter Einbeziehung aller am Schulleben Beteiligten ein gemeinsames Verständnis von guter Schule als konsensfähiger Vision aller Beteiligten zu erarbeiten. Dazu werden pädagogische Leitbilder der künftigen Schule entworfen und im Schulprogramm konkretisiert.

Ganztägige Bildung und Erziehung bietet vielfältige Möglichkeiten, auf Kinder und Jugendliche und deren Interessen und Begabungen individuell einzugehen und die Persönlichkeitsentwicklung zu fördern. Jedes Gymnasium sollte eigenverantwortlich und gemeinsam mit außerschulischen Partnern ein schulspezifisches Ganztagskonzept als Teil des Schulprogrammes entwickeln.

Die Inhalte der Ganztagsangebote begründen sich in den schulspezifischen Schwerpunkten und Zielen und tragen zur Profilierung der Schule bei. Sie können unterrichtsergänzende leistungsdifferenzierte Bildungsangebote, freizeitpädagogische Angebote und offene Angebote im Rahmen der Schulklubarbeit umfassen. Gerade im sportlichen und musisch-künstlerischen Bereich können pädagogisch wertvolle unterrichtsergänzende Angebote in Kooperation mit regionalen Verbänden und Vereinen einen wichtigen Beitrag zur ganzheitlichen Bildung leisten. Die Angebote sollten schülerorientiert und bedarfsgerecht gestaltet werden. Sie berücksichtigen die Heterogenität der Schüler.

Fächerverbindender Unterricht

 

Während fachübergreifendes Arbeiten durchgängiges Unterrichtsprinzip ist, setzt fächerverbindender Unterricht ein Thema voraus, das von einzelnen Fächern nicht oder nur teilweise erfasst werden kann.

Das Thema wird unter Anwendung von Fragestellungen und Verfahrensweisen verschiedener Fächer bearbeitet. Bezugspunkte für die Themenfindung sind Perspektiven und thematische Bereiche. Perspektiven beinhalten Grundfragen und Grundkonstanten des menschlichen Lebens:

Perspektiven

Raum und Zeit
Sprache und Denken
Individualität und Sozialität
Natur und Kultur

thematische Bereiche

Die thematischen Bereiche umfassen:

Verkehr
Medien
Kommunikation
Kunst
Verhältnis der Generationen
Gerechtigkeit
Eine Welt

Arbeit
Beruf
Gesundheit
Umwelt
Wirtschaft
Technik

Politische Bildung, Medienbildung und Digitalisierung sowie Bildung für nachhaltige Entwicklung sind besonders geeignet für den fächerverbindenden Unterricht.

Konzeption

Jede Schule kann zur Realisierung des fächerverbindenden Unterrichts eine Konzeption entwickeln. Ausgangspunkt dafür können folgende Überlegungen sein:

  1. Man geht von Vorstellungen zu einem Thema aus. Über die Einordnung in einen thematischen Bereich und eine Perspektive wird das konkrete Thema festgelegt.
  2. Man geht von einem thematischen Bereich aus, ordnet ihn in eine Perspektive ein und leitet daraus das Thema ab.
  3. Man entscheidet sich für eine Perspektive, wählt dann einen thematischen Bereich und kommt schließlich zum Thema.

Nach diesen Festlegungen werden Ziele, Inhalte und geeignete Organisationsformen bestimmt.

Lernen lernen

Lernkompetenz

Die Entwicklung von Lernkompetenz zielt darauf, das Lernen zu lernen. Unter Lernkompetenz wird die Fähigkeit verstanden, selbstständig Lernvorgänge zu planen, zu strukturieren, durchzuführen, zu überwachen, ggf. zu korrigieren und abschließend auszuwerten. Zur Lernkompetenz gehören als motivationale Komponente das eigene Interesse am Lernen und die Fähigkeit, das eigene Lernen zu steuern.

Strategien

Im Mittelpunkt der Entwicklung von Lernkompetenz stehen Lernstrategien. Diese umfassen:

  • Basisstrategien, welche vorrangig dem Erwerb, dem Verstehen, der Festigung, der Überprüfung und dem Abruf von Wissen dienen
  • Regulationsstrategien, die zur Selbstreflexion und Selbststeuerung hinsichtlich des eigenen Lernprozesses befähigen
  • Stützstrategien, die ein gutes Lernklima sowie die Entwicklung von Mo-tivation und Konzentration fördern
Techniken

Um diese genannten Strategien einsetzen zu können, müssen die Schüler konkrete Lern- und Arbeitstechniken erwerben. Diese sind:

  • Techniken der Beschaffung, Überprüfung, Verarbeitung und Aufbereitung von Informationen (z. B. Lese-, Schreib-, Mnemo-, Recherche-, Strukturierungs-, Visualisierungs- und Präsentationstechniken)
  • Techniken der Arbeits-, Zeit- und Lernregulation (z. B. Arbeitsplatzgestaltung, Hausaufgabenmanagement, Arbeits- und Prüfungsvorbereitung, Selbstkontrolle)
  • Motivations- und Konzentrationstechniken (z. B. Selbstmotivation, Entspannung, Prüfung und Stärkung des Konzentrationsvermögens)
  • Kooperations- und Kommunikationstechniken (z. B. Gesprächstechniken, Arbeit in verschiedenen Sozialformen)
Ziel

Ziel der Entwicklung von Lernkompetenz ist es, dass Schüler ihre eigenen Lernvoraussetzungen realistisch einschätzen können und in der Lage sind, individuell geeignete Techniken und Medien situationsgerecht zu nutzen und für das selbstbestimmte Lernen einzusetzen.

Konzeption

Schulen entwickeln eigenverantwortlich eine Konzeption zur Lernkompetenzförderung und realisieren diese in Schulorganisation und Unterricht.

Für eine nachhaltige Wirksamkeit muss der Lernprozess selbst zum Un-terrichtsgegenstand werden. Gebunden an Fachinhalte sollte ein Teil der Unterrichtszeit dem Lernen des Lernens gewidmet sein. Die Lehrpläne bieten dazu Ansatzpunkte und Anregungen.

Teil Fachlehrplan Chemie

Ziele und Aufgaben des Faches Chemie

Beitrag zur allgemeinen Bildung

Die Schüler erwerben im Fach Chemie Wissen über Methoden des naturwissenschaftlichen Arbeitens, Argumentierens und Experimentierens. Das sich daraus entwickelnde Verständnis für naturwissenschaftliche Konzepte und deren Grenzen sowie für Beziehungen zwischen Naturwissenschaften, Technik und Gesellschaft ist eine wichtige Voraussetzung, um im Alltag sachorientiert zu urteilen sowie ökonomisch und ökologisch verantwortungsbewusst zu handeln. Ausgehend von der Vielfalt der Stoffe und der Stoffumwandlungen wird Interesse am Erkunden von Naturvorgängen und technischen Prozessen geweckt.

Das Fach Chemie leistet einen Beitrag zu naturwissenschaftlich begründeter Umweltbildung, zu vorausschauender Beurteilung von Technikfolgen und zu nachhaltigem Wirtschaften vor dem Hintergrund knapper werdender natürlicher Ressourcen. Es regt damit zu zukunftsfähigem Denken und Handeln im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung an.

Damit leistet das Fach Chemie einen wesentlichen Beitrag bei der Entwicklung naturwissenschaftlicher Kompetenzen entsprechend den vier in den Bildungsstandards für die Allgemeine Hochschulreife beschriebenen Kompetenzbereichen: 

  • Sachkompetenz 
  • Erkenntnisgewinnungskompetenz 
  • Kommunikationskompetenz
  • Bewertungskompetenz. 

Die erworbenen Kompetenzen und Kenntnisse auf Grundlage der Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss werden weiterentwickelt.

Besondere Bedeutung kommt dem Experiment als Methode der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung zu. Es erfordert eine präzise Fragestellung, exaktes Beobachten und erzieht zu objektiver, unvoreingenommener Beschreibung der Phänomene. Kritisches Analysieren und Deuten der Ergebnisse fördert das Abstraktionsvermögen; die experimentelle Überprüfung der Arbeitshypothesen entwickelt die Problemlösefähigkeit. Durch individuelles und gemeinsames Lernen entwickeln die Schüler sowohl die Kommunikations- und Teamfähigkeit als auch Beharrlichkeit, Selbstständigkeit, Gewissenhaftigkeit, Genauigkeit und Zielstrebigkeit.

Das Fach Chemie fördert das Interesse der Schüler für Politik und schafft bei ihnen ein Bewusstsein für lokale, regionale und globale Herausforderungen unserer Zeit.

allgemeine fachliche Ziele

Aus dem Beitrag des Faches zur allgemeinen Bildung Bildung und zur Kompetenzentwicklung ergeben sich folgende allgemeine fachliche Ziele:

  • Erwerben von Wissen über Stoffe und Reaktionen, die die Vielfalt und Komplexität chemischer Vorgänge in allen Lebensbereichen erkennen lassen
  • Kennenlernen und zunehmendes Beherrschen von fachspezifischen Arbeitsweisen der Chemie zur Erklärung chemischer Erscheinungen im Alltag
  • Entwickeln der Fähigkeit zum chemisch kompetenten Kommunizieren unter angemessener Nutzung von Fachsprache und fachtypischen Darstellungs- und Argumentationsstrukturen 
  • Entwickeln der Fähigkeit, Sachverhalte kriteriengeleitet zu beurteilen sowie Entscheidungen und deren Folgen zu bewerten, als Voraussetzung für eine kompetente Teilnahme am gesellschaftlichen Diskurs über Natur­wissenschaft und Technik 
Strukturierung

Bei der Auswahl der Inhalte berücksichtigt der Lehrplan die Erschließungsbereiche Natur, Umwelt, Technik und Alltag. Als Orientierungs- und Erklärungsgrundlage verwendet der Lehrplan die zentralen Basiskonzepte:

Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen, Konzept der chemischen Reaktion und Energiekonzept.

In den Klassenstufen 7 bis 10 werden diese Basiskonzepte durch folgende fachliche Leitlinien vorbereitet:

  • Struktur – Eigenschaften – Verwendung von Stoffen
  • chemische Reaktion – Reaktionsverhalten der Stoffe

In allen Lernbereichen sind verpflichtend Experimente ausgewiesen, die von den Schülern zunehmend selbstständig geplant, durchgeführt und ausgewertet werden sollen.

Im Kursunterricht der Jahrgangsstufen 11 und 12 sieht der Lehrplan eine umfassende Anwendung, Vertiefung und Erweiterung des Wissens über Begriffe, Fakten, Gesetze und Theorien vor. Grund- und Leistungskurs unterscheiden sich in der Tiefe des Eindringens in Theorien und Modellvorstellungen der Wissenschaft Chemie sowie im Grad der Selbstständigkeit des Problemerkennens und Problemlösens beim Erschließen komplexer chemischer Phänomene. Im Lehrplan wird für Schülerexperimente die Abkürzung SE verwendet.

didaktische Grundsätze

Durch die Erschließungsbereiche wird die Erfahrungswelt der Schüler Ausgangspunkt des Chemieunterrichts. Die Basiskonzepte dienen zur Strukturierung und Vernetzung der fachlichen Inhalte und die fachlichen Leitlinien gewährleisten den Aufbau einer strukturierten Wissensbasis bis zum Ende der Klassenstufe 10. An unterschiedlichen Stellen des Lehrplans wird auf diese Konzepte und Leitlinien zurückgegriffen und somit kumulatives Lernen ermöglicht.

Die Gestaltung eines differenzierten und schülerorientierten Lehr- und Lernprozesses setzt handlungsorientierte Formen des Chemieunterrichts voraus.

Ausgangspunkt für den Wissenserwerb sind in der Regel Phänomene des Alltags. Diese werden zunächst makroskopisch und zunehmend submikroskopisch betrachtet und erklärt. Dies führt zum Verstehen und Entwickeln von Modellen.

Eine verstärkte experimentelle Durchdringung fachlicher Inhalte sowie das bewusste Nutzen der experimentellen Methode zum Erkenntnisgewinn sind dabei grundlegendes Prinzip. Dabei ist möglichst oft die Durchführung von Schülerexperimenten anzustreben. Für den Chemieunterricht ist besonders charakteristisch, dass die Wissensaneignung vom konkret Einzelnen zum abstrakt Allgemeinen auf experimenteller Grundlage erfolgt. Außerdem eröffnet das Interpretieren von Ergebnissen auf der Ebene von Modellvorstellungen ein tieferes Verständnis der Stoffeigenschaften und Strukturen.

Die Entwicklung von Medienkompetenz im Umgang mit verschiedenen traditionellen und digitalen Medien zur Wissensaneignung, Übung und Informationsbeschaffung ist wichtiger Bestandteil des Lehr- und Lernprozesses.

Zur Bildung für nachhaltige Entwicklung eigenen sich insbesondere die didaktischen Prinzipien der Visionsorientierung, des vernetzten Lernens sowie der Partizipation. Vernetztes Denken bedeutet hier die Verbindung von Gegenwart und Zukunft einerseits und ökologischen, ökonomischen und sozialen Dimensionen des eigenen Handelns andererseits.

Bei Inhalten mit politischem Gehalt werden die speziellen Arbeitsmethoden der politischen Bildung eingesetzt. Dafür eigenen sich u. a. Expertengespräche, Rollenspiele, Streitgespräche oder Pro- und Kontra-Debatten.

Übersicht über die Lernbereiche und Zeitrichtwerte

Zeitrichtwert

Klassenstufe 7

Lernbereich 1 Untersuchen von Stoffen 10 Ustd.
Lernbereich 2 Metalle – von Aluminium bis Zink 7 Ustd.
Lernbereich 3 Umwandlung von Stoffen 8 Ustd.

Lernbereiche mit Wahlcharakter

Wahlbereich 1 Chromatographie
Wahlbereich 2 Legierungen
Wahlbereich 3 Zündhölzer

Klassenstufe 8

Lernbereich 1 Luft – ein Stoffgemisch 12 Ustd.
Lernbereich 2 Wasser – eine chemische Verbindung 15 Ustd.
Lernbereich 3 Kochsalz und andere Salze 5 Ustd.
Lernbereich 4 Reaktion von Metallen mit Nichtmetallen 9 Ustd.
Lernbereich 5 Säuren 9 Ustd.

Lernbereiche mit Wahlcharakter

Wahlbereich 1 Wasserstoff als Energieträger
Wahlbereich 2 Technische Produktion von Schwefelsäure
Wahlbereich 3 Brände und Brandbekämpfung

Klassenstufe 9

Lernbereich 1 Saure, basische und neutrale Lösungen 9 Ustd.
Lernbereich 2 Vom Kohlenstoff bis zum Kalkstein 16 Ustd.
Lernbereich 3 Erdöl und Erdgas – organische Stoffgemische 15 Ustd.
Lernbereich 4 Alkohole 10 Ustd.

Lernbereiche mit Wahlcharakter

Wahlbereich 1 Die Herstellung von Bier
Wahlbereich 2 Weiterverarbeitung von Erdölfraktionen
Wahlbereich 3 Ansetzen und Mischen von Lösungen

Klassenstufe 10

Lernbereich 1 Von der Essigsäure zu den Estern 12 Ustd.
Lernbereich 2 Zusammensetzung unserer Lebensmittel 14 Ustd.
Lernbereich 3 Den Stoffen analytisch auf der Spur 15 Ustd.
Lernbereich 4 Moderne Werkstoffe – Kunststoffe 9 Ustd.

Lernbereiche mit Wahlcharakter

Wahlbereich 1 Lösungsmittel im Alltag
Wahlbereich 2 Wasseruntersuchung
Wahlbereich 3 Duft- und Aromastoffe

Jahrgangsstufe 11 - Grundkurs

Lernbereich 1 Stoffe – von der Vielfalt zur Ordnung – PSE 14 Ustd.
Lernbereich 2 Redoxreaktionen der Nebengruppenelemente 12 Ustd.
Lernbereich 3 Chemische Gleichgewichte 10 Ustd.
Lernbereich 4 Säure-Base-Gleichgewichte 16 Ustd.

Lernbereiche mit Wahlcharakter

Wahlbereich 1 Grundlagen der Schwarz-Weiß-Fotografie
Wahlbereich 2 Chemie der Desinfektionsmittel – sauerstoffhaltige Säuren des Chlors
Wahlbereich 3 Löslichkeitsgleichgewichte
Wahlbereich 4 Pufferlösungen
Wahlbereich 5 Komplexverbindungen eines ausgewählten Nebengruppenelements

Jahrgangsstufe 12 - Grundkurs

Lernbereich 1 Elektrochemische Reaktionen 17 Ustd.
Lernbereich 2 Energie bei chemischen Reaktionen 10 Ustd.
Lernbereich 3 Organische Stoffe 17 Ustd.

Lernbereiche mit Wahlcharakter

Wahlbereich 1 Explosivstoffe
Wahlbereich 2 Gewinnung von Aluminium aus Bauxit
Wahlbereich 3 Grundlagen der qualitativen und quantitativen Elementaranalyse
Wahlbereich 4 Aromatische Verbindungen

Jahrgangsstufe 11 - Leistungskurs

Lernbereich 1 Stoffe – von der Vielfalt zur Ordnung 26 Ustd.
Lernbereich 2 Elektronenübergänge – Redoxreaktionen 21 Ustd.
Lernbereich 3 Stoffe komplexer Natur 12 Ustd.
Lernbereich 4 Stoffe im Gleichgewicht 18 Ustd.
Lernbereich 5 Protonenübergänge – Säure-Base-Reaktionen 34 Ustd.
Lernbereich 6 Chemische Reaktionen – energetisch betrachtet 19 Ustd.

Lernbereiche mit Wahlcharakter

Wahlbereich 1 Glas – vom Sand zur Fensterscheibe
Wahlbereich 2 Von Runge-Bildern bis zur Gaschromatographie
Wahlbereich 3 Von der Alchemie zur Chemie

Jahrgangsstufe 12 - Leistungskurs

Lernbereich 1 Elektrochemische Reaktionen 28 Ustd.
Lernbereich 2 Organische Stoffe 30 Ustd.
Lernbereich 3 Naturstoffe, Kunststoffe und Nanomaterialien 32 Ustd.
Lernbereich 4 Streifzug durch die Chemie – Systematisierung 20 Ustd.

Lernbereiche mit Wahlcharakter

Wahlbereich 1 Farbstoffe
Wahlbereich 2 Arzneimittel
Wahlbereich 3 Vitamine
Wahlbereich 4 Technische Elektrolysen

Klassenstufe 7

Ziele

Erwerben von Wissen über Stoffe und Reaktionen, die die Vielfalt und Komplexität chemischer Vorgänge in allen Lebensbereichen erkennen lassen

Die Schüler lernen, ausgewählte Stoffe zu untersuchen, auf Grund ihrer Eigenschaften zu beschreiben und zu identifizieren. Dabei entwickeln sie ihre Fähigkeiten beim Beobachten und Beschreiben von Erscheinungen weiter. Sie nutzen ihr Wissen zur Unterscheidung und ersten Klassifizierung der Stoffe.

Durch das Wissen über charakteristische Eigenschaften der Metalle sind die Schüler in der Lage, Aussagen über deren Einsatz in der Technik und im Alltag abzuleiten.

Ausgehend von beobachtbaren stofflichen Veränderungen begreifen die Schüler chemische Reaktionen als Prozesse, die durch die Einheit von Stoff- und Energieumwandlungen gekennzeichnet sind.

Kennenlernen und zunehmendes Beherrschen von fachspezifischen Arbeitsweisen der Chemie zur Erklärung chemischer Erscheinungen im Alltag

Die Schüler erschließen das Experimentieren als eine grundlegende Arbeitsweise der Naturwissenschaft Chemie und als Mittel zum Erkenntnisgewinn. Sie gewinnen erste Einblicke in die digitale Messwerterfassung.

Sie kennen und beachten geltende Bestimmungen des Gesundheits-, Arbeits- und Brandschutzes im Umgang mit Chemikalien und Geräten im Chemieunterricht.

Die Schüler interpretieren die Ergebnisse experimenteller Untersuchungen von Stoffen und chemischen Reaktionen phänomenologisch und makroskopisch. Mit der Einführung des Teilchenmodells sowie des Elementbegriffs lernen sie erste submikroskopische Betrachtungen kennen. Ausgehend vom Teilchenaufbau der Stoffe gewinnen sie erste Vorstellungen vom Atombau nach dem Kern-Hülle-Modell.

Entwickeln der Fähigkeit zum chemisch kompetenten Kommunizieren unter angemessener Nutzung von Fachsprache und fachtypischen Darstellungs- und Argumentationsstrukturen 

Die Schüler entwickeln sprachliche Fähigkeiten, indem sie lernen, chemische Phänomene zu beschreiben und erste fachsprachliche Termini verständig zu gebrauchen. Sie interpretieren Tabellen und Diagramme. Sie sind in der Lage, mit Hilfe von Nachschlagewerken, Sachbüchern und digitalen Medien chemische Sachverhalte zu präsentieren.

Die Schüler lernen die Symbole ausgewählter Elemente und in diesem Zusammenhang das Periodensystem der Elemente als Arbeitsmittel der Chemie kennen.

Entwickeln der Fähigkeit, Sachverhalte kriteriengeleitet zu beurteilen sowie Entscheidungen und deren Folgen zu bewerten, als Voraussetzung für eine kompetente Teilnahme am gesellschaftlichen Diskurs über Natur­wissenschaft und Technik 

Die Schüler erlangen erste Einsichten in die Aufgaben, die Entwicklung und die Bedeutung der Naturwissenschaft Chemie. Durch den sachgerechten Umgang mit Stoffen, der die Vermeidung und Entsorgung von Schadstoffen einschließt, erkennen sie an Beispielen die Verantwortung des Menschen für den Schutz der Umwelt.

Lernbereich 1: Untersuchen von Stoffen 10 Ustd.

Einblick in die Bedeutung der Naturwissenschaft Chemie gewinnen

Beherrschen von einfachen Verfahren im Umgang mit Chemikalien, Geräten und dem Brenner

SE
Bedienen des Brenners, Erhitzen von Feststoffen und Flüssigkeiten

Bestimmungen des Gesundheits-, Arbeits- und Brandschutzes, sparsamer Chemikalieneinsatz

Haushaltchemikalien

Durchführen, Beobachten und Auswerten von einfachen Experimenten

SE

Protokollieren von Experimenten

Anwenden von Wissen über Stoffeigenschaften zur Einteilung der Stoffe

experimentelles Untersuchen von Stoffen auf ihre Eigenschaften

SE
Stoffe aus dem Alltagsbereich des Schülers: Kochsalz, Zucker, Wasser, Eisen, Spiritus

Beobachten, Beschreiben, Vergleichen

Stoff

Definition

Ordnen von Stoffen nach ihren Eigenschaften

Aggregatzustand und Teilchenmodell

Nutzung digitaler Medien zur Visualisierung

Reinstoffe und Stoffgemische

Bedeutung von Massen- und Volumenanteil

Anwenden von Wissen über Stoffeigenschaften auf Trennverfahren

Zusammenhang von Eigenschaften und Trennverfahren

experimentelles Ausführen von Trennverfahren: Dekantieren, Filtrieren, Eindampfen, Destillieren

SE

Lernbereich 2: Metalle – von Aluminium bis Zink 7 Ustd.

Gestalten einer Dokumentation zu Metallen und Legierungen

Nutzung digitaler Medien

Eigenschaften – Verwendung

Bedeutung in Alltag und Technik

Übertragen des Wissens über Stoffeigenschaften auf die Stoffgruppe der Metalle

experimentelles Untersuchen von Metallen auf charakteristische Eigenschaften

SE

Kennen des Kern-Hülle-Modells der Atome

Teilchenmodell, PSE als ständiges Arbeitsmittel

Nutzung digitaler Medien

Atombau

Element

Definition

Symbole von Metallen

Kennen des Baus von Metallen

Modellvorstellung Metallgitter, Metallbindung

Nutzung digitaler Medien zur Visualisierung

Lernbereich 3: Umwandlung von Stoffen 8 Ustd.

Einblick in stoffliche Veränderungen im Alltag gewinnen

experimentelles Untersuchen

SE
Brausetablette, Karamellisierung, Abbinden von Gips

Erkennen der stofflichen Veränderung

Verwitterung von Gestein, Rosten von Eisen

Anwenden der Merkmale einer chemischen Reaktion auf ausgewählte Beispiele

experimentelles Untersuchen chemischer Reaktionen auf stoffliche und energetische Veränderungen

SE

Stoffumwandlung, Ausgangsstoffe, Reaktionsprodukte

Energieumwandlung, exotherme und endotherme Reaktion

Wortgleichung

Ausgangstoffe, Reaktionsprodukte

Einblick in die Beeinflussbarkeit chemischer Reaktionen gewinnen

Aktivierung, Katalysator

experimentelles Untersuchen chemischer Reaktionen unter verschiedenen Bedingungen

SE
Temperaturänderung, Katalysator: Platin, Braunstein

Nutzung digitaler Werkzeuge zur Messwerterfassung

Wahlbereich 1: Chromatographie

Kennen des Prinzips der Chromatographie als Trennverfahren

ausgewählte Chromatographiearten, Trennungsgrund

experimentelles Ausführen einer Chromatographie

SE
Papier- oder Kreidechromatographie von Farbstoffen

Einblick in die Anwendungsmöglichkeiten von chromatographischen Trennverfahren gewinnen

Lebensmittelanalyse, Dopingkontrolle, Umweltanalytik

Wahlbereich 2: Legierungen

Kennen ausgewählter Legierungen und ihrer Anwendungen im Alltag

Geschichte der Metallgewinnung und -verarbeitung

experimentelles Vergleichen der Eigenschaften von Metallen und ihren Legierungen

SE

experimentelles Herstellen einer Legierung

Messing

Einblick in Zusammensetzung und Aufbau von Münzmetallen gewinnen

Zusammensetzung der Euro-Münzen

Wahlbereich 3: Zündhölzer

Einblick in die Geschichte des Feuermachens und Feuerzündens gewinnen

Zunderschwamm, Feuersteine, Streichholz, Feuerzeug

Kennen des Aufbaus und der Funktion von Streichhölzern mit Reibfläche

experimentelles Untersuchen der Eigenschaften von Zündhölzern

SE
Entzündungstemperatur

experimentelles Untersuchen der Eigenschaften von Rohstoffen der Zündhölzer und deren Reaktionen

Schwefel, Phosphor

experimentelles Herstellen von Zündhölzern

Kennen der Gefahren beim Umgang mit Zündwaren

Brandvoraussetzungen und Brandschutz

Klassenstufe 8

Ziele

Erwerben von Wissen über Stoffe und Reaktionen, die die Vielfalt und Komplexität chemischer Vorgänge in allen Lebensbereichen erkennen lassen

Die Schüler erkennen den Zusammenhang zwischen Struktur, Eigenschaften und Verwendung von Stoffen. An Beispielen aus dem Alltag lernen sie den unterschiedlichen Bau der Stoffe aus Atomen, Molekülen und Ionen kennen.

Sie sind zunehmend in der Lage, Stoffeigenschaften einschließlich des Reaktionsvermögens mit Modellvorstellungen über Art, Zusammenhalt und Anordnung von Teilchen zu erklären.

Die Schüler setzen sich vertieft mit dem Atombau und der Ionenbildung auseinander. Mit der Atombindung und der Ionenbindung lernen die Schüler zwei Arten chemischer Bindung kennen.

Die Schüler können Alltagserfahrungen mit sauren Lösungen mit Hilfe der Theorie nach Arrhenius erläutern.

Die Schüler lernen die beobachtbaren Stoffumwandlungen bei chemischen Reaktionen als Teilchenveränderungen zu verstehen. Am Beispiel der Redoxreaktion erfassen sie diese Teilchenveränderung als Elektronenübergang.

Kennenlernen und zunehmendes Beherrschen von fachspezifischen Arbeitsweisen der Chemie zur Erklärung chemischer Erscheinungen im Alltag

Die Schüler erweitern ihre Vorstellungen über den Atombau. Dazu nutzen sie das Schalenmodell der Atomhülle und erschließen sich den Zusammenhang zum Aufbau des Periodensystems der Elemente. Sie erkennen zunehmend die Komplexität des Aufbaus der Materie. Sie können ausgewählte Eigenschaften von Stoffen und deren Reaktionsverhalten erläutern und voraussagen. Darin sind Stoffe aus Elementgruppen eingeschlossen. Die Funktion und die Leistungsfähigkeit von Modellen beim Erschließen chemischer Erscheinungen werden ihnen damit bewusst.

Durch die Anwendung neuer Arbeitstechniken entwickeln die Schüler ihre experimentellen Fähigkeiten weiter und erwerben erste eigene Erfahrungen im Umgang mit digitalen Werkzeugen beim Experimentieren. Sie sind in der Lage, an ausgewählten Beispielen Experimente zunehmend selbstständig zu planen, durchzuführen und auszuwerten.

Mit der Untersuchung von Säuren und sauren Lösungen erweitern die Schüler ihre Kenntnisse zum sachgerechten Umgang mit Chemikalien und ziehen Rückschlüsse auf den Umgang mit diesen Stoffen im Alltag.

Entwickeln der Fähigkeit zum chemisch kompetenten Kommunizieren unter angemessener Nutzung von Fachsprache und fachtypischen Darstellungs- und Argumentationsstrukturen 

Die Schüler erweitern ihre sprachlichen Fähigkeiten, indem sie Naturphänomene beschreiben und deren chemischen Inhalt unter Nutzung der Fachsprache darstellen. Insbesondere beim experimentellen Arbeiten entwickeln sie Lösungsansätze für Probleme und diskutieren Vorschläge. Dabei sind sie zunehmend in der Lage, chemische Sachverhalte ihrer Umwelt zu erfassen, zu beurteilen und sich damit kritisch auseinander zu setzen.

Die Schüler lernen mit Hilfe des Periodensystems der Elemente Formeln aufzustellen. Sie können einfache chemische Reaktionsgleichungen entwickeln und diese stofflich sowie teilchenmäßig interpretieren.

Entwickeln der Fähigkeit, Sachverhalte kriteriengeleitet zu beurteilen sowie Entscheidungen und deren Folgen zu bewerten, als Voraussetzung für eine kompetente Teilnahme am gesellschaftlichen Diskurs über Natur­wissenschaft und Technik

Die Schüler vertiefen ihre Kenntnisse über die Bedeutung von Luft und Wasser als Grundlage des Lebens. Sie setzen sich mit Umweltproblemen wie Luftverschmutzung und sauren Regen auseinander und erkennen diese als anthropogen verursachte Erscheinungen.

Die Schüler erhalten Anregungen für nachhaltiges Handeln im Alltag.

Lernbereich 1: Luft – ein Stoffgemisch 12 Ustd.

Kennen der Zusammensetzung der Luft

Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoffdioxid, Edelgase

experimentelles Erkunden der Luftbestandteile

SE

Stickstoff und Sauerstoff als Nichtmetalle

Kennen der Eigenschaften von Sauerstoff

experimentelles Darstellen und Untersuchen von Eigenschaften, Nachweis

SE
pneumatisches Auffangen, Wasserlöslichkeit, Dichte, Spanprobe

experimentelles Untersuchen der Reaktionen mit den Nichtmetallen Kohlenstoff und Schwefel

SE
Vergleich der Verbrennung in Luft und in reinem Sauerstoff

Nichtmetalloxide

Luftreinhaltung als globale Herausforderung

Einblick in den Bau von Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoffdioxid aus Molekülen gewinnen

Molekülsubstanzen

Verbindung

Definition

Molekül

Modelle, Unterscheidung Symbol - Formel

Ableiten der Formel aus dem Namen

weitere Nichtmetalloxide

Kennen der chemischen Reaktion als Teilchenveränderung

Umordnung von Atomen

experimentelles Bestätigen des Gesetzes von der Erhaltung der Masse

SE

Zusammenhang von Stoffumwandlung und Teilchenveränderung

Aufstellen von Reaktionsgleichungen für die Bildung von Nichtmetalloxiden

Lernbereich 2: Wasser – eine chemische Verbindung 15 Ustd.

Übertragen des Wissens über Stoffgemische auf das Vorkommen von Wasser in der Natur

Wasser als Löse- und Transportmittel

experimentelles Untersuchen von chemisch reinem Wasser und Wasser als Bestandteil eines Stoffgemischs

SE
Leitfähigkeit, Eindampfen

Leitungswasser, Salzwasser, Mineralwasser, Vorhandensein von Gasen und Ladungsträgern im Wasser

Nutzung digitaler Werkzeuge zur Messwerterfassung

Kennen der Zusammensetzung von Wasser als chemische Verbindung

Zersetzung und Bildung von Wasser

Wasser- und Wasserstoffmolekül

experimentelles Darstellen und Untersuchen von Eigenschaften des Wasserstoffs, Nachweis

SE
pneumatisches Auffangen, Wasserlöslichkeit, Dichte

Kennen der chemischen Bindung im Wasserstoff- und Wassermolekül

Molekülsubstanz

Schalenmodell der Atomhülle

Perioden, Hauptgruppen

Elektronenschreibweise

Außenelektronen, LEWIS-Formel

Oktett-Regel

Atombindung

Definition; Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoffdioxid

Polare Atombindung und Dipole

Definition; Elektronegativitätswert, PSE

Übertragen des Wissens über den Atombau auf den Zusammenhang zwischen Atombau und Anordnung der Elemente im Periodensystem der Elemente

Sich zu Problemen der Wasserreinhaltung positionieren

Exkursion Wasserwerk oder Abwasserwerk

Trinkwasserversorgung in der Welt

Kennen von Ionen als Ladungsträger im Mineralwasser und Salzwasser

Vorhandensein positiv und negativ elektrisch geladener Ionen

Ionen, Ionenbildung

Kat- und Anionen, Energieniveauschema

Sich zu Aussagen über die Zusammensetzung von alltäglichen Produkten positionieren

natriumarmes Mineralwasser, Magnesium in der Tablette

Lernbereich 3: Kochsalz und andere Salze 5 Ustd.

Einblick in die Bedeutung des Kochsalzes gewinnen

Geschichte der Salzgewinnung, Verwendung

selbstorganisiertes Lernen

Anwenden des Wissens über den Zusammenhang von Bau und Eigenschaften von Stoffen am Beispiel des Kochsalzes

experimentelles Untersuchen von Stoffeigenschaften

SE
Lösen und Eindampfen

Bau aus Ionen, Ionenbindung, Ionenkristalle

Ionensubstanz, Dissoziationsgleichung

Entwickeln der Formel

auf Grundlage der Elektronenverteilung

Übertragen des Wissens über den Bau von Kochsalz auf weitere Halogenide

Lernbereich 4: Reaktion von Metallen mit Nichtmetallen 9 Ustd.

Einblick in Eigenschaften und Verwendung der Alkalimetalle und Halogene gewinnen

Demonstration von Stoffproben, Chlorierung, Batterien und Akkumulatoren - nachhaltiger Umgang

Übertragen des Wissens über die Atombindung auf Halogene

Kennen der Reaktion mit Elektronenübergang als Redoxreaktion

experimentelles Darstellen von Metallhalogeniden aus den Elementen

Mikroskopieren von Kristallen

Ionengleichungen für Oxidation und Reduktion, Bruttogleichung

Teilgleichungen

Übertragen des Wissens über Redoxreaktionen auf die Herstellung der Metalloxide und -sulfide

experimentelles Darstellen von Metalloxiden und -sulfiden aus den Elementen

Sich zu Aussagen über die Zusammensetzung von Alltagsprodukten positionieren

Iod im Salz, Fluor in der Zahncreme

Demonstration von Stoffproben

Lernbereich 5: Säuren 9 Ustd.

Einblick in die Bedeutung und den Umgang mit Säuren und sauren Lösungen im Alltag gewinnen

anorganische und organische Säuren

Verwendung, Verhaltensregeln

experimentelles Untersuchen von Säuren und sauren Lösungen mit Indikatoren

SE

Anwenden des Wissens über den Zusammenhang von Bau und Eigenschaften von Stoffen auf Chlorwasserstoff und seine wässrige Lösung

Molekülsubstanzen, Polarität der Atombindung, Dipol

verdünnte und konzentrierte Lösungen, Massenanteil

experimentelles Untersuchen von Eigenschaften

SE
elektrische Leitfähigkeit, Wärmeentwicklung beim Lösen und Verdünnen
Nutzung digitaler Werkzeuge zur Messwerterfassung

Säuredefinition nach Arrhenius

Dissoziationsgleichung

Übertragen des Zusammenhangs zwischen Bau, Eigenschaften und Verwendung von Stoffen auf Schwefelsäure

Einblick gewinnen in weitere sauerstoffhaltige Säuren, deren Bedeutung und Verwendung

saurer Regen und dessen Wirkungen

Abwasserbehandlung, Bodenverbesserung

Anwenden des Wissens über Redoxreaktionen auf chemische Reaktionen von verdünnten Säurelösungen mit Metallen

unedle und edle Metalle, Salzlösungen

experimentelles Untersuchen

SE
Interpretation als Redoxreaktion

Wahlbereich 1: Wasserstoff als Energieträger

Kennen der Möglichkeiten zur Nutzung von Wasserstoff als Energieträger

Raketentechnik, alternative Antriebstechnologien auf Wasserstoffbasis

experimentelles Durchführen der Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff in einer Brennstoffzelle

Nachweis des Reaktionsprodukts, Vergleich mit der Knallgasreaktion

Einblick in die Etappen des Solar-Wasserstoff-Konzepts gewinnen

Bedeutung regenerativer Energien, Umweltbilanz

Kennen der Gefahren bei Umgang, Transport und Lagerung von Wasserstoff

Sicherheitsbestimmungen

Wahlbereich 2: Technische Produktion von Schwefelsäure

Kennen der Bedeutung der Schwefelsäure als Grundchemikalie und ihrer Verarbeitungsprodukte

experimentelles Untersuchen der Eigenschaften von konzentrierter Schwefelsäure

Einblick in den Ablauf des großtechnischen Herstellungsverfahrens gewinnen

Kennen der Gefahren bei Umgang, Transport und Lagerung von Schwefelsäure

Sicherheitsbestimmungen

Wahlbereich 3: Brände und Brandbekämpfung

Kennen der Voraussetzungen von Bränden und der Brandbekämpfung

Entzündungstemperatur, Sauerstoff, brennbare Stoffe

experimentelles Untersuchen der Eigenschaften brennbarer Stoffe

SE
Entzündungstemperatur, Brandverhalten, Zerteilungsgrad, explosive Gemische

experimentelles Untersuchen der Möglichkeiten der Brandbekämpfung

Sicherheitsbestimmungen

Gefahrguttransporte, Warntafeln, Waldbrandwarnstufen, Brandschutz in Wohnungen

Einblick in die Geschichte der Brandbekämpfung und der Feuerwehren gewinnen

Exkursion: Ortsfeuerwehr

Pro- und Kontra-Diskussion zur Mitarbeit in der Freiwilligen Feuerwehr

Sprinkleranlage

Kennen des Baus und der Funktion eines Feuerlöschers

Feuerlöscherarten

experimenteller Nachbau eines Feuerlöschers

SE
Funktionsmodell

Klassenstufe 9

Ziele

Erwerben von Wissen über Stoffe und Reaktionen, die die Vielfalt und Komplexität chemischer Vorgänge in allen Lebensbereichen erkennen lassen

Die Schüler vertiefen ihr Wissen über den Zusammenhang zwischen Bau/Struktur, Eigenschaften und Verwendung von Stoffen am Beispiel saurer, basischer und neutraler Lösungen sowie einiger anorganischer und organischer Kohlenstoffverbindungen. Die Schüler können ausgewählte Reaktionen der organischen Chemie den Reaktionsarten zuordnen.

Wissen über Stoffmenge, molare Masse und molares Volumen ermöglicht den Schülern, beobachtbare quantitative Veränderungen bei chemischen Reaktionen zu analysieren und mathematisch zu beschreiben.

Kennenlernen und zunehmendes Beherrschen von fachspezifischen Arbeitsweisen der Chemie zur Erklärung chemischer Erscheinungen im Alltag

Vor allem auf experimentellem Weg erweitern die Schüler ihr Wissen über Stoffeigenschaften ausgewählter Verbindungen. Beim Experimentieren entwickeln sie auch ihre Fertigkeiten im Umgang mit digitalen Werkzeugen weiter.

Mit geeigneten Molekülmodellen erschließen sie die Strukturen organischer Verbindungen. Aus der Struktur können sie Eigenschaften der Stoffe voraussagen und erklären.

Sie sind in der Lage, ausgewählte Stoffeigenschaften mit Hilfe der Modellvorstellungen über die Struktur organischer Moleküle, insbesondere über charakteristische Strukturmerkmale und inter- und intramolekulare Wechselwirkungen zu erklären.

Entwickeln der Fähigkeit zum chemisch kompetenten Kommunizieren unter angemessener Nutzung von Fachsprache und fachtypischen Darstellungs- und Argumentationsstrukturen 

Die Vorteile der Fachsprache werden den Schülern an der systematischen Benennung organischer Stoffe nach den international vereinbarten Nomenklaturregeln deutlich. Damit sind sie in der Lage, Beziehungen zwischen Stoffnamen, Strukturen und Eigenschaften herzustellen. Sie lernen gebräuchliche Trivialnamen einiger Stoffe kennen.

Bei quantitativen Betrachtungen können die Schüler verbale Aussagen zu chemischen Sachverhalten in mathematische Beziehungen umsetzen. Sie können Größen, Einheiten und Größengleichungen in diesem Zusammenhang interpretieren.

Entwickeln der Fähigkeit, Sachverhalte kriteriengeleitet zu beurteilen sowie Entscheidungen und deren Folgen zu bewerten, als Voraussetzung für eine kompetente Teilnahme am gesellschaftlichen Diskurs über Natur­wissenschaft und Technik 

Die Schüler erhalten einen Einblick in die ökonomische und technische Bedeutung der Chemie anhand der Aufbereitung von Erdöl.

Die Schüler erwerben chemische Grundlagen für das Verständnis globaler Umweltprobleme bei der Betrachtung ausgewählter Verbindungen. Sie erkennen die natürlichen und anthropogenen Quellen dieser Stoffe. Somit entwickeln sie ihre Urteilsfähigkeit weiter und ziehen begründete Schlussfolgerungen für ein eigenes nachhaltiges Verhalten.

Lernbereich 1: Saure, basische und neutrale Lösungen 9 Ustd.

Kennen der sauren, basischen oder neutralen Eigenschaft von Lösungen

verschiedene Lösungen des Alltags

experimentelles Untersuchen von Lösungen mit Indikatoren

SE
Verhaltensregeln beim Umgang mit basischen Lösungen

pH-Wert-Skala

zur Charakteristik der Lösungen

Anwenden des Wissens über den Zusammenhang von Bau, Eigenschaften und Verwendung von Stoffen auf Natriumhydroxid

Natronlauge

experimentelles Untersuchen von Eigenschaften

SE
elektrische Leitfähigkeit, Wärmeentwicklung beim Lösen und Verdünnen, pH-Wert

Nutzung digitaler Werkzeuge zur Messwerterfassung

Base-Definition nach Arrhenius

Dissoziationsgleichung

Übertragen des Zusammenhangs zwischen Bau, Eigenschaften und Verwendung von Stoffen auf weitere Basen

Einsatz im Alltag

Kennen chemischer Reaktionen von Säure- mit Baselösungen

experimentelles Untersuchen

SE
energetische Betrachtung, Veränderung der Leitfähigkeit

Nutzung digitaler Werkzeuge zur Messwerterfassung

Neutralisation

Salzlösungen, Salze

Lernbereich 2: Vom Kohlenstoff bis zum Kalkstein 16 Ustd.

Anwenden des Zusammenhangs zwischen Struktur, Eigenschaften und Verwendung von Stoffen auf Kohlenstoff

Modifikationen: Graphit, Diamant

Atomgitter, Fullerene

Übertragen des Wissens über chemische Reaktionen auf Reaktionen des Kohlenstoffs und seiner Verbindungen – Stoffkreislauf

Bildung der Kohlenstoffoxide

anthropogene Quellen, Treibhauseffekt

Kohlenstoffmonooxid als Atemgift

experimentelles Untersuchen der Löslichkeit und Nachweis von Kohlenstoffdioxid

SE
Einfluss von Temperatur und Druck; Kohlensäure

experimentelles Durchführen der Bildung und Zersetzung von Kalkstein

Kalkbrennen, Kalklöschen, Abbinden von Kalkmörtel

SE
Reaktionen von Carbonaten mit Säuren

Anwenden gesetzmäßiger Zusammenhänge beim Stoffumsatz chemischer Reaktionen

Bezug zu technischen Prozessen

Stoffmenge

molare Masse, molares Volumen

Masse- und Volumenberechnungen zu chemischen Reaktionen

Größengleichung, Nutzung von Algorithmen

Lernbereich 3: Erdöl und Erdgas – organische Stoffgemische 15 Ustd.

Einblick in die Zusammensetzung von Erdgas und Erdöl als Stoffgemische gewinnen

experimenteller Nachweis von Kohlenstoff und Wasserstoff

SE
Erdgas und Erdölfraktionen

Kohlenwasserstoffe

Definition

Bedeutung der Erdölfraktionen

Treibstoffe, anthropogene Quellen für Luftschadstoffe

Begrenztheit natürlicher Ressourcen

Einblick in die Entwicklung der organischen Chemie gewinnen

Berzelius, Wöhler

Anwenden des Wissens über den Zusammenhang von Struktur, Eigenschaften und Verwendung der Kohlenwasserstoffe

Heizgas, Flüssiggas, Benzin, Paraffin
Tankerunfälle

experimentelles Untersuchen

SE
Brennbarkeit, Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit, Dichte

Nutzung digitaler Werkzeuge zur Messwerterfassung

Struktur der Moleküle

Kohlenstofftetraeder

polare und unpolare Lösungsmittel

Wasser und Benzin

homologe Reihe der Alkane, Nomenklatur

Schmelz- und Siedepunkt in Abhängigkeit von der molaren Masse

verzweigte Alkane, Isomerie

Octanzahl

Kennen von Ethen und Ethin als Vertreter der ungesättigten Kohlenwasserstoffe

Struktur, Reaktionsverhalten, Verwendung quantitativer Berechnungen

experimentelles Untersuchen der Eigenschaften von Ethen

experimentelles Darstellen und Untersuchen der Eigenschaften von Ethin

SE

Kennen von Substitution, Addition und Eliminierung als Reaktionen organischer Stoffe

Halogenderivate, anthropogene Quellen, Ozonloch als globale Herausforderung

experimentelles Untersuchen

SE
Nachweis: Mehrfachbindung zwischen Kohlenstoffatomen

Lernbereich 4: Alkohole 10 Ustd.

Kennen von Ethanol als Vertreter der Alkohole

Alkoholmissbrauch, Beitrag zur Suchtprävention, Jugendschutzgesetz

experimentelles Untersuchen von Ethanol

SE
Brennbarkeit, Löslichkeit, Volumenanteil

experimentelles Untersuchen der alkoholischen Gärung

SE

Übertragen des Wissens über den Zusammenhang zwischen Struktur, Eigenschaften und Verwendung von Stoffen auf Alkohole

Hydroxygruppe als Strukturmerkmal

Polarität des Moleküls

homologe Reihe der Alkanole

Glycerin als mehrwertiger Alkohol

experimentelles Untersuchen von Glycerin und verschiedener einwertiger Alkanole

SE
Nutzung digitaler Werkzeuge zur Messwerterfassung

Wasserstoffbrücken zwischen Molekülen

Schmelz- und Siedepunkt

Anwenden des Wissens über den Einfluss funktioneller Gruppen auf die Eigenschaften der Stoffe mit Aldehydgruppe im Molekül

Dehydrierung von Alkanolen

Ethanal als Aldehyd

Nachweis der Aldehydgruppe

Schiff’sche Probe

Wahlbereich 1: Die Herstellung von Bier

Anwenden des Wissens über die alkoholische Gärung auf die Herstellung von Bier

Exkursion in eine Brauerei

experimentelles Untersuchen der Abhängigkeit der Geschwindigkeit der alkoholischen Gärung von der Temperatur

SE

Grundstoffe der Bierherstellung

Deutsches Reinheitsgebot

Biersorten und ihre Zusammensetzung

ober- und untergärige Biere

Einblick in die Geschichte der Braukunst und ihre gesellschaftlichen Auswirkungen gewinnen

Wahlbereich 2: Weiterverarbeitung von Erdölfraktionen

Anwenden des Wissens über Eliminierungsreaktionen auf den Crackprozess

experimentelles Durchführen des Crackprozesses

SE
Cracken von Paraffinöl

Cracken als Eliminierung

Bedeutung des Crackens

Olefin-Verbund

Kennen des Reformierens von Erdölfraktionen zur Erhöhung der Octanzahl des Benzins

Entwicklung von Kraftstoffen

Einblick in die Möglichkeiten der Raffination der Erdölfraktionen gewinnen

alternative Rohstoffquellen

Wahlbereich 3: Ansetzen und Mischen von Lösungen

Anwenden des Wissens über Konzentrationsmaße auf die Herstellung von Lösungen

Herstellen von Lösungen verschiedener Zusammensetzung

SE
Massen- und Volumenanteil, Massen- und Stoffmengenkonzentration

Mischungskreuz

verdünnen konzentrierter Lösungen

Umrechnung der Konzentrationsmaße

Einblick in die Verwendung von Maßlösungen im Alltag gewinnen

Ringer-Lösung als Infusionslösung

Klassenstufe 10

Ziele

Erwerben von Wissen über Stoffe und Reaktionen, die die Vielfalt und Komplexität chemischer Vorgänge in allen Lebensbereichen erkennen lassen

Die Schüler übertragen erworbenes Wissen auf verschiedene Gebiete der angewandten Chemie. Sie sind beim experimentellen Erkunden wichtiger Bestandteile von Lebensmitteln und bei der Betrachtung von Kunststoffen in der Lage, grundlegendes Wissen über chemische Reaktionen sowie über den Zusammenhang zwischen Struktur, Eigenschaften und Verwendung von Stoffen anzuwenden.

Die Schüler lernen mit der qualitativen und quantitativen Analytik einen weiteren praxisbedeutsamen Aufgabenbereich der Chemie kennen. Die Schüler wenden ihr Wissen über quantitative Betrachtungen chemischer Reaktionen auf eine experimentell auszuführende quantitative Analysemethode an.

Sie lernen Grundlagen umkehrbarer chemischer Reaktionen von Esterbildung und -zerfall kennen.

Die Schüler sind in der Lage, anhand vorgegebener Formeln die Grundstrukturen von Nährstoffen zu erkennen und daraus charakteristische Eigenschaften abzuleiten.

Kennenlernen und zunehmendes Beherrschen von fachspezifischen Arbeitsweisen der Chemie zur Erklärung chemischer Erscheinungen im Alltag

Die Untersuchung verschiedener Lebensmittel und Kunststoffe dient den Schülern zur Erweiterung ihrer experimentellen Fähigkeiten. Insbesondere durch qualitatives und quantitatives Analysieren von Substanzen erweitern die Schüler ihre Kompetenzen im exakten Durchführen von Experimenten und in einer genauen und kritischen Auswertung der Beobachtungsergebnisse. Sie kennen verschiedene Anwendungsmöglichkeiten digitaler Werkzeuge beim Experimentieren und beherrschen den Umgang mit diesen zunehmend sicher.

Entwickeln der Fähigkeit zum chemisch kompetenten Kommunizieren unter angemessener Nutzung von Fachsprache und fachtypischen Darstellungs- und Argumentationsstrukturen 

Die Schüler vertiefen ihre Fähigkeiten im Umgang mit der chemischen Zeichensprache durch die Anwendung der Nomenklaturregeln.

Sie erweitern ihre Medienkompetenzen im Umgang mit traditionellen und digitalen Medien, in dem sie u. a. eine Dokumentation über ein ausgewähltes Lebensmittel erstellen.

Die Schüler stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und übersetzen dabei Fachsprache in Alltagssprache und umgekehrt.

Entwickeln der Fähigkeit, Sachverhalte kriteriengeleitet zu beurteilen sowie Entscheidungen und deren Folgen zu bewerten, als Voraussetzung für eine kompetente Teilnahme am gesellschaftlichen Diskurs über Natur­wissenschaft und Technik 

Die Schüler sind zunehmend in der Lage, zu Problemen aus dem persönlichen Lebensumfeld Stellung zu nehmen und ein eigenes Umweltbewusstsein zu entwickeln. Sie erkennen die Ambivalenz der zunehmenden Nutzung von Kunststoffen in verschiedenen Bereichen des täglichen Lebens und können sich zu ökonomischen und ökologischen Interessen auf diesem Gebiet positionieren.

Durch das Wissen über qualitative und quantitative Untersuchungsmethoden erkennen die Schüler die Notwendigkeit der Überwachung der Trinkwasser- und Lebensmittelqualität sowie des Düngemitteleinsatzes.

Die Schüler erkennen zunehmend die Notwendigkeit auf mehr Nachhaltigkeit im privaten wie gesellschaftlichen Handeln zu achten.

Lernbereich 1: Von der Essigsäure zu den Estern 12 Ustd.

Anwenden des Wissens über den Einfluss funktioneller Gruppen in Molekülen auf das Reaktionsverhalten von Stoffen

vom Ethanol zum Speiseessig

Essigsäuregärung, Reaktion der Hydroxygruppe zur Carboxygruppe

experimentelles Untersuchen von Ethansäure als Verbindung mit einer Carboxylgruppe im Molekül auch unter Nutzung digitaler Werkzeuge

SE
Neutralisation, Reaktion mit unedlen Metallen

digitale Erfassung von Messwerten

weitere Carbonsäuren

Milchsäure, Oxalsäure, Acrylsäure 

Übertragen des Wissens über die Substitution auf die Bildung und den Zerfall von Estern

Ester als Reaktionsprodukt

Bedeutung als Aromastoffe

experimentelles Darstellen von Estern, Kondensation

SE
Propansäurepropylester
unvollständiger Stoffumsatz

Einstellung des chemischen Gleichgewichts

dynamisches Gleichgewicht

Nutzung von Simulationssoftware

experimentelles Untersuchen der umkehrbaren Reaktion, Hydrolyse

SE

Lernbereich 2: Zusammensetzung unserer Lebensmittel 14 Ustd.

Einblick in die Zusammensetzung von Lebensmitteln gewinnen

Übertragen des Wissens über den Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften von Stoffen auf die Nährstoffe

experimentelles Untersuchen von Eigenschaften

SE
Löseverhalten: Hydrophilie, Hydrophobie; Denaturierung der Proteine; Nachweisreaktionen: Fettfleckprobe, Mehrfachbindung zwischen Kohlenstoffatomen, Xanthoproteinreaktion, Biuretreaktion, Tollens-Probe, Fehling-Probe, Stärkenachweis

selbstorganisiertes Lernen

Fette als Ester

gesättigte und ungesättigte Fettsäuren

Kohlenhydrate

Glucose, Fructose, Saccharose, Stärke

Interpretieren vorgegebener Strukturen von Kohlenhydraten

reduzierende Wirkung der Glucose

Reduktion von Silber(I)- und Kupfer(II)-Ionen

Eiweiße

Glycin und Alanin als Aminosäuren

essenzielle Aminosäuren

Peptidgruppe

Erkennen von Proteinstrukturen

Bildung und Zerfall eines Dipeptids

Anwenden der Substitution auf die Bildung und die Zerlegung eines Nährstoffs unter Nutzung allgemeiner Strukturformeln

Kondensation und Hydrolyse, Umwandlung von Nährstoffen – Stoff- und Energiewechsel

Einblick in Funktion und Eigenschaften von ausgewählten Lebensmittelzusatzstoffen gewinnen

E-Nummern: Emulgatoren, Konservierungsstoffe, Aromastoffe

Nutzung digitaler Medien

Gestalten einer Dokumentation zur Zusammensetzung, Herstellung, physiologischen Wirkung und Bedeutung eines Lebensmittels

Nutzung digitaler Medien

selbstständiges experimentelles Untersuchen ausgewählter Lebensmittel

SE

Sich zu Erkenntnissen moderner Ernährungsforschung positionieren

gesunde Ernährung

Lernbereich 3: Den Stoffen analytisch auf der Spur 15 Ustd.

Beherrschen ausgewählter qualitativer Nachweise von Ionen

experimentelles Durchführen von Vorproben

SE
Flammenfärbung, Phosphorsalzperle

experimentelles Durchführen von Fällungsreaktionen, Nachweis von Halogenid-, Sulfat- und Carbonat-Ionen

SE

experimentelles Durchführen von Farbreaktionen

SE
Indikatoren; Teststäbchen

Kennen der Stoffmengenkonzentration als Konzentrationsmaß

Berechnungen

Kennen einer ausgewählten quantitativen Analysemethode

experimentelles Durchführen einer Titration einwertiger Säure- und Baselösungen mit Indikatoren und unter Nutzung digitaler Werkzeuge

SE
Säure-Base-Titration, Leitfähigkeitstitration

quantitative Auswertung der Titration

digitale Erfassung und Auswertung von Messwerten

Übertragen des Wissens auf das Untersuchen eines Produkts aus dem Alltag

Dünge-, Wasch-, Reinigungs- und Körperpflegemittel, Boden- und Wasserproben

Lernbereich 4: Moderne Werkstoffe – Kunststoffe 9 Ustd.

Kennen des Zusammenhangs zwischen Struktur, Eigenschaften und Verwendung von Kunststoffen

Vergleich der Struktur von Kunst- und Naturstoffen

Überblick über Kunststoffarten

Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere, Biokunststoffe vs. traditionelle Kunststoffe

experimentelles Untersuchen von Eigenschaften

SE
Verhalten gegenüber Säuren, Basen und Lösungsmitteln; Verformbarkeit, Dichte

Schließen von den Eigenschaften auf die Verwendungen

Kennen der Herstellung von Kunststoffen durch Polymerisation und Polykondensation

Polyethylen, Polyester, Polyamid

Monomer, Polyme

experimentelles Darstellen eines Polykondensats

Sich zu den Möglichkeiten der Vermeidung und des Recyclings von Kunststoffabfällen positionieren

Kunststoffabfälle als globale Herausforderung

Podiumsdiskussion

Einblick in die Anwendung funktionaler Kunststoffe im Alltag gewinnen

Wahlbereich 1: Lösungsmittel im Alltag

Kennen der Gruppen von Lösungsmitteln

polare und unpolare Lösungsmittel

experimentelles Untersuchen des Lösevermögens

Wasser, Hexan, Ethanol, Aceton, Essigester

Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften

Anwenden des Wissens über das Löseverhalten auf Beispiele aus dem Alltag

experimentelles Untersuchen von handelsüblichen Lösungsmitteln

Nagellackentferner, Nitroverdünnung

experimentelles Durchführen einer Extraktion

Tee- und Kaffeeextrakte, Chlorophyllauszug, Blütenfarbstoffe

Bedeutung

umweltgerechter Umgang mit Lösungsmitteln

Wahlbereich 2: Wasseruntersuchung

Kennen der Herkunft und der Wirkungen von Inhaltsstoffen in Trink- und Oberflächenwasser

Nitrat- und Nitrit-Ionen, Sulfat-, Phosphat-Ionen, Calcium- und Magnesium-Ionen, Sauerstoff

Nutzung von Messsensoren und Nachweisreagenzien

digitale Erfassung und Auswertung von Messwerten

experimentelles Durchführen einer halbquantitativen Analyse von Wasserproben

SE

experimentelles Ermitteln des Sauerstoffgehalts und des BSB5-Wertes

SE

experimentelles Bestimmen der Gesamthärte des Wassers

SE
Wasserhärtegrade in Deutschland

Einblick in die Stufen der Trinkwasserbereitung gewinnen

Exkursion in ein Wasserwerk

Wahlbereich 3: Duft- und Aromastoffe

Anwenden des Wissens über die Bildung von Estern auf die Herstellung verschiedener Aromastoffe

experimentelles Darstellen verschiedener Aromen

SE
Birnen-, Apfel-, Ananas-, Wintergrün-, Nelkenaroma

natürliche, naturidentische und künstliche Aromastoffe

Einblick in die Vielfalt von Duftstoffen gewinnen

Herstellung und Geschichte des Parfüms

Wirkungsweise von Duftstoffen

Gewinnung von Duftstoffen aus natürlichen Rohstoffen

experimentelles Untersuchen der Wirkungsdauer von Duftstoffen oder Gewinnung ätherischer Öle

SE

Jahrgangsstufen 11/12 - Grundkurs

Ziele Jahrgangsstufen 11/12 – Grundkurs

Erwerben von Wissen zu Stoffen und Reaktionen, die die Vielfalt und Komplexität chemischer Vorgänge in allen Lebensbereichen erkennen lassen

An ausgewählten Stoffen aus Natur und Technik erweitern und festigen die Schüler ihr Wissen über den Zusammenhang zwischen Struktur, Eigenschaften und Verwendung der Stoffe. Sie nutzen das Basiskonzept Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen, um Stoffe zu klassifizieren und zu systematisieren.

Wissen über Merkmale, Verlauf und Bedingungsabhängigkeit chemischer Reaktionen ermöglicht den Schülern ausgewählte Phänomene des Alltags zu erschließen. Um den Zusammenhang zwischen qualitativen und quantitativen Veränderungen zu verstehen, wenden die Schüler die weiteren Basiskonzepte Konzept der chemischen Reaktion und Energiekonzept an.

Kennenlernen und zunehmendes Beherrschen von fachspezifischen Arbeitsweisen der Chemie, zur Erklärung chemischer Erscheinungen im Alltag

Die Schüler sind in der Lage, Erkenntniswege beim Voraussagen und Erklären nachzuvollziehen und anzuwenden. Sie nutzen selbstständig Arbeitstechniken, Verfahrenskenntnisse und Problemlösestrategien zum Lösen ausgewählter Aufgaben.

Die Schüler können selbstständig chemische Experimente planen, durchführen, beobachten, beschreiben und auswerten. Sie sind in der Lage, digitale Werkzeuge beim Experimentieren zielgerichtet und sicher zu nutzen.

Sie vertiefen ihr Verständnis über Modelle. Ihnen wird bewusst, dass sich zur Erklärung chemischer Erscheinungen die Notwendigkeit zur Präzisierung und Weiterentwicklung von Modellen ergibt.

Sie nutzen mathematische Verfahren und beherrschen geeignete digitale Werkzeuge, um Stoff- und Energieumsätze zu berechnen.

Entwickeln der Fähigkeit zum chemisch kompetenten Kommunizieren unter angemessener Nutzung von Fachsprache und fachtypischen Darstellungs- und Argumentationsstrukturen 

Die Schüler beschreiben und veranschaulichen chemische Sachverhalte unter Nutzung der Fachsprache. Sie interpretieren und erläutern chemische Reaktionen und können Fachtexte und grafische Darstellungen analysieren.

Die Schüler sind in der Lage, auch unter Verwendung digitaler Medien und Präsentationsformen, ihre Lern- und Arbeitsergebnisse sowie eigene Standpunkte zeitgemäß, adressaten- und situationsgerecht darzustellen.

Durch das Gestalten einer Präsentation weisen die Schüler ihre Fähigkeit nach, komplexe chemische Sachverhalte in mündlicher und schriftlicher Form zu erarbeiten und darzustellen.

Entwickeln der Fähigkeit, Sachverhalte kriteriengeleitet zu beurteilen sowie Entscheidungen und deren Folgen zu bewerten, als Voraussetzung für eine kompetente Teilnahme am gesellschaftlichen Diskurs über Naturwissenschaft und Technik 

Die Schüler sind zunehmend in der Lage, ihre natürliche und technische Umwelt in einer zukunftsorientierten und verantwortungsbereiten naturwissenschaftlichen Perspektive zu erschließen. Den Schülern wird bewusst, dass die Erkenntnisse der Chemie im Zusammenwirken mit den anderen Naturwissenschaften und der Mathematik dazu beitragen können, Prozesse der Natur und Technik zu beherrschen und diese ökonomisch und ökologisch zum Wohle der Menschen zu nutzen.

Sie beurteilen Technikfolgen sowie wirtschaftliche Aspekte im Sinne der Nachhaltigkeit und gewinnen die Einsicht, dass die Erkenntnisse der Wissenschaft Chemie den technischen Fortschritt maßgeblich beeinflussen und mitbestimmen können.

Jahrgangsstufe 11 - Grundkurs

Lernbereich 1: Stoffe – von der Vielfalt zur Ordnung – PSE 14 Ustd.

Kennen des Zusammenhangs zwischen Atombau und Stellung der Haupt- und Nebengruppenelemente im Periodensystem

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen 

historischer Überblick über die Entwicklung der Erkenntnisse zum Atombau
Demokrit, Thomson, Rutherford, Bohr, Sommerfeld

Aufbau der Atomhülle nach dem Bohr-Sommerfeldschen Modell

Atome der Elemente mit der Ordnungszahl 1 bis 54

Orbital

Aufenthaltsraum von Elektronen

Energieniveauschema

Haupt- und Unterniveaus, Hundsche Regel, Stabilität halb- und vollbesetzter Energieniveaus

Elektronenkonfiguration

Pauling-Schreibweise

Zusammenhang zwischen Elektronenkonfiguration und Stellung im PSE

Klassifizieren der Elemente nach der Elektronenkonfiguration in Haupt- und Nebengruppenelemente

Anwenden des Wissens über den Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften von Stoffen zur Ordnung von ausgewählten anorganischen und organischen Stoffen

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

Zusammenhang zwischen Struktur und chemischer Bindung

Nutzung digitaler Medien zur Visualisierung

Atombindung – Lewis-Formel, Elektronenpaarabstoßungsmodell

Ionenbindung – Ionengitter

Metallbindung – Elektronengasmodell

Klassifizieren der Stoffe in Metalle, Ionensubstanzen, Molekülsubstanzen

experimentelles Untersuchen verschiedener Stoffe auch unter Nutzung digitaler Werkzeuge

SE
Löslichkeit, Siede- und Schmelztemperatur, Leitfähigkeit, Flammenfärbung

projektorientiertes Arbeiten

digitale Erfassung von Messwerten

inter- und intramolekulare Wechselwirkungen 

Halogene, Ethan, Ethanal, Ethanol, Ethansäure; Ethandisäure

Van-der-Waals-Kräfte

Dispersionskräfte

Dipol-Dipol-Kräfte

Wasserstoffbrücken

Ionen-Dipol-Wechselwirkung

Lernbereich 2: Redoxreaktionen der Nebengruppenelemente 12 Ustd.

Anwenden des Wissens über Redoxreaktionen auf Reaktionen der Nebengruppenelemente als umkehrbare, pH-abhängige Reaktionen

Basiskonzepte: Konzept der chemischen Reaktion

Erkennen der Redoxreaktionen an Oxidationszahlen

Oxidationszahlen in anorganischen Verbindungen

Zusammenhang zwischen Elektronenkonfiguration, Stellung im PSE und Oxidationszahl

Redoxgleichungen

korrespondierende Redoxpaare, Teilgleichungen

Elektronendonator und -akzeptor

Schrittfolge für das Aufstellen von Reaktionsgleichungen im sauren Bereich 

experimentelles Untersuchen ausgewählter Redoxreaktionen

SE
Redoxreaktionen am Beispiel von Eisen und Mangan

Metallherstellung

Reaktionen im Hochofen, Aluminothermisches Schweißen

Rohstoffgewinnung

exemplarische Behandlung eines nachhaltigen Ansatzes

Lernbereich 3: Chemische Gleichgewichte 10 Ustd.

Kennen der Möglichkeiten der Beeinflussbarkeit des zeitlichen Verlaufs chemischer Reaktionen

Basiskonzepte: Konzept der chemischen Reaktion, Energiekonzept

Stoßtheorie

Reaktionsgeschwindigkeit

Durchschnittsgeschwindigkeit

Katalyse

experimentelles Untersuchen der Abhängig­keit von Temperatur, Konzentration und Katalysator

SE

selbstorganisiertes Lernen

Übertragen des Wissens über das chemische Gleichgewicht bei der Veresterung auf weitere chemische Reaktionen

Basiskonzepte: Konzept der chemischen Reaktion, Energiekonzept

Einstellung und Merkmale 

Prinzip von Le Chatelier und Braun

Nutzung von Simulationssoftware

Steuerung chemisch-technischer Prozesse – Ammoniaksynthese

globale Auswirkungen der Störung natürlicher Gleichgewichte – Ozongleichgewicht der Stratosphäre

Massenwirkungsgesetz als mathematischer Ausdruck der Lage des chemischen Gleichgewichts, KC

Temperaturabhängigkeit der Gleichge­wichtskonstante

Berechnungen für Δν=0

Diskutieren des Konzentrationseinflusses auf die Gleichgewichtslage mit Hilfe des Massenwirkungsgesetzes

Lernbereich 4: Säure-Base-Gleichgewichte 16 Ustd.

Kennen der Säure-Base-Theorie nach Brönsted

Basiskonzept: Konzept der chemischen Reaktion

Protolysegleichgewichte, Oxonium-Ion, Brönsted-Säuren und -Basen

Protonendonator, Protonenakzeptor

Ammoniak als Base

experimentelles Untersuchen ausgewählter Reaktionen verschiedener Säuren und Basen

SE

Nachweisen von Ammonium-Ionen

Nachweisen von sauren und basischen Lösungen

Anwenden des Wissens über die Säure-Base-Theorie nach Brönsted auf Protolysegleichge­wichte wässriger Lösungen

Basiskonzepte: Konzept der chemischen Reaktion

pH-Wert-Definition

Sörensen

Interpretieren der Stärke von Säuren und Basen 

KS- und KB-Wert

pKS- und pKB-Wert

Berechnen von pH-Werten bei vollständiger Protolyse 

erste Protolysestufe

experimentelles Untersuchen der pH-Werte von Salzlösungen, Hydrolyse

SE

Haushaltschemikalien, Düngemittel und Hydro­gensalze

experimentelle Durchführung von Titrationen einwertiger Säuren und Basen 

SE

Speiseessig, Ammoniak

Auswahl und Nutzung von Säure-Base-Indikatoren 

Umschlagpunkt

Leitfähigkeitstitration

digitale Erfassung und Auswertung von Messwerten

Interpretation von Titrationskurven

Neutral-, Äquivalenzpunkt

Übertragen des Wissens über chemische Reaktionen auf den Nachweis weiterer Ionen in wässrigen Lösungen

experimentelles Nachweisen von Halogenid-, Sulfat- und Carbonat-Ionen

SE

Wahlbereich 1: Grundlagen der Schwarz-Weiß-Fotografie

Einblick in die Geschichte der Fotografie gewinnen

Niépce, Daguerre, Talbot

Anwenden des Wissens über Redoxreaktionen auf die Belichtung und Entwicklung eines Films

Aufbau, Reaktionen eines latenten Bildes

experimentelles Untersuchen des Entwicklungsvorganges

SE
pH-Abhängigkeit, Hydrochinon

Kennen der Vorgänge beim Fixieren eines Films

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

Auflösen des Silberbromids durch Komplexbildungsreaktion

experimentelles Untersuchen der Löslichkeiten von Silberhalogeniden und des Fixierungsvorganges

SE
umweltgerechter Umgang mit Schwermetallverbindungen

Wahlbereich 2: Chemie der Desinfektionsmittel – sauerstoffhaltige Säuren des Chlors

Einblick in die Geschichte und Vielfalt von Desinfektionsmitteln gewinnen

Bedeutung der Hygiene für Gesundheit und Wohlergehen

Kennen der Zusammensetzung und Wirkung von Reinigungsmitteln im Haushalt und der Trinkwasseraufbereitung

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

experimentelles Untersuchen der Eigenschaften von Chlor

SE
Bleichwirkung, Keimtötung, Reaktionsfreudigkeit

experimentelles Untersuchen von Reinigungsmitteln mit hypochloriger Säure in Kombination mit anderen Säuren

SE
Disproportionierungsreaktion des Chlors, Gefahren beim Umgang mit Chemikalien als Reinigungsmittel

Bedeutung von Hypochlorit bei der Trinkwasseraufbereitung

Wirkprinzip der Wasserentkeimung, alternative Aufbereitungsmethoden

Wahlbereich 3: Löslichkeitsgleichgewichte

Anwenden des Wissens über chemische Gleich­gewichte auf Löslichkeitsgleichgewichte

Nutzung digitaler Medien

experimentelles Untersuchen der Löslichkeit verschiedener Salze bei verschiedenen Temperaturen

SE

Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt

Berechnungen für Salze der Zusammensetzung AB

experimentelles Untersuchen der Möglichkeiten zur Beeinflussung der Löslichkeit

SE

Prinzip des kleinsten Zwangs; Berechnungen für Salze der Zusammensetzung AB

Wahlbereich 4: Pufferlösungen

Anwenden des Wissens über Protolysegleich­gewichte auf Pufferlösungen

Nutzung digitaler Medien

experimentelles Untersuchen der Zusam­mensetzung und Wirkung von Pufferlösungen

SE
Ammoniak-Ammoniumchlorid-Puffer, Essig­säure-Acetat-Puffer, Phosphat-Puffer

Pufferungskurven, Pufferkapazität

Bedeutung von Pufferlösungen

Puffersysteme des Blutes

Wahlbereich 5: Komplexverbindungen eines ausgewählten Nebengruppenelements

Kennen des Zusammenhangs zwischen Bau und Eigenschaften ausgewählter Komplexverbindungen

Basiskonzepte: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

Aquakomplexe

Zentralteilchen und Ligand

räumliche Struktur, chemische Bindung

experimentelles Untersuchen des Ligandenaustausches

SE
Nachweisreaktionen

Jahrgangsstufe 12 - Grundkurs

Lernbereich 1: Elektrochemische Reaktionen 17 Ustd.

Einblick in elektrochemische Phänomene des Alltags gewinnen

Basiskonzepte: Konzept der chemischen Reaktion, Energiekonzept 

Batterien, Akkumulatoren, Brennstoffzellen 

nachhaltiger Umgang

Übertragen des Wissens über Redoxreaktionen auf elektrochemische Vorgänge

Basiskonzepte: Konzept der chemischen Reaktion, Energiekonzept 

Elektrolyte

Elektrodenpotenzialbildung

elektrochemische Doppelschicht

Standardelektrodenpotenzial

elektrochemische Spannungsreihe

Elektrodenreaktionen

galvanische Zelle

Berechnung der Standardzellspannung

experimentelles Bestimmen der Zellspan­nung in galvanischen Zellen unter Nutzung digitaler Werkzeuge 

SE

Erfassung von Messwerten

Diskutieren der Konzentrationsabhängigkeit des Elektrodenpotenzials

experimentelles Untersuchen von elektro­chemischen Fällungsreaktionen

SE

Zementation, Metallrecycling

Kennen von Korrosion und Korrosionsschutz als elektrochemische Vorgänge

Lokalelement

Prinzip der Opferanode

Anwenden des Wissens über Redoxreaktionen auf die Elektrolyse

Basiskonzepte: Konzept der chemischen Reaktion, Energiekonzept

Elektrolysezelle

experimentelles Untersuchen elektrolytischer Vorgänge 

SE

Nutzung digitaler Werkzeuge zur Auswertung von Messwerten

Abscheiden eines edleren Metalls

Kupferüberzug

Vergleich von galvanischer Zelle und Elektro­lysezelle

Übertragen des Wissens über elektrochemische Zusammenhänge auf ausgewählte Spannungsquellen

nachhaltiger Umgang

Dokumentation, Präsentation

Nutzung digitaler Medien

Primärelement

Aluminium-Luft-Zelle

Sekundärelement

Bleiakkumulator

Brennstoffzelle

Wasserstoffzelle

Beurteilen der ökonomischen und ökologischen Bedeutung alternativer Energiequellen 

Lernbereich 2: Energie bei chemischen Reaktionen 10 Ustd.

Einblick in die Bedeutung energieumwandelnder Prozesse gewinnen

Basiskonzept: Energiekonzept 

Energiegehalt von Lebensmitteln 

Energieerhaltungssatz

Energieformen

Anwenden des Wissens über Energieumwand­lungen auf chemische Reaktionen

Nutzung digitaler Werkzeuge zur Erfassung von Messwerten

Aussagen und Bedeutung des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik

Reaktionsenthalpie als Reaktionswärme bei isobarer Prozessführung

experimentelles Bestimmen von molaren Reaktionsenthalpien mit dem Kalorimeter 

SE

Berechnungen mit der kalorimetrischen Grundgleichung

Berechnen von Reaktionsenthalpien aus Bildungsenthalpien mit dem Satz von Hess

Verbrennungsenthalpien, Brennwerte
Energiebilanzen für eine gesunde Ernährung

Lernbereich 3: Organische Stoffe 17 Ustd.

Anwenden des Wissens über den Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften von Stoffen zur Systematisierung organischer Stoffe

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

Carbonylverbindungen mit Ester-, Aldehyd- und Carboxygruppe

Verbindungen mit Hydroxy- und Aminogruppe

experimentelles Untersuchen von Strukturmerkmalen organischer Stoffe, Nachweisreaktionen

SE

Mehrfachbindungen zwischen Kohlenstoffatomen

Aldehyd-, Carboxygruppe

Übertragen des Wissens über Redoxreaktionen auf organische Stoffe

Oxidationszahlen in organischen Verbindungen

Übertragen des Wissens über Substitutions- und Additionsreaktionen auf die Grundprinzipien von Reaktionsmechanismen 

Basiskonzept: Konzept der chemischen Reaktion

Halogenierung

radikalische Substitution

elektrophile Addition

Anwenden des Wissens über organische Stoffe und deren Reaktionen auf Kunststoffe

Basiskonzepte: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen, Konzept der chemischen Reaktion

Zusammenhang von Struktur und Eigenschaften bei Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren

Polymerisation und Polykondensation

Polyester, Polyamid

Polymilchsäure als Beispiel für einen Biokunststoff

Anwenden des Wissens über organische Stoffe und deren Reaktionen auf Kohlenhydrate

Basiskonzepte: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen, Konzept der chemischen Reaktion

Glucose als Monomer

Ketten- und Ringform

Stärke als Polykondensat 

experimenteller Nachweis von Stärke und der reduzierenden Wirkung von Glucose

SE

Kennen der Bedeutung organischer Polymere als moderne Werkstoffe

exemplarische Behandlung

Sich zum nachhaltigen Umgang mit Wertstoffen positionieren

Recycling

Wahlbereich 1: Explosivstoffe

Einblick in die Vielfalt historischer und moderner Zündstoffe gewinnen

Zunderschwamm, Schwarzpulver, Nitroglycerin, Dynamit, Trinitrotoluol, Sicherheitssprengstoffe

Kennen von Eigenschaften und Verwendung ausgewählter Sprengstoffe

Basiskonzept: Energiekonzept 

Bergbau, Tunnelbau, Airbag

experimentelles Untersuchen und Bestimmen der Volumenarbeit

SE

Backpulver, Natron, Brausetabletten

Berechnung der Volumenarbeit

Airbags

Sich zu Verwertung von Wissenschaft positionie­ren

Alfred Nobel

Einsatz von Explosivstoffen als Waffe

Wahlbereich 2: Gewinnung von Aluminium aus Bauxit

Anwenden des Wissens über elektrochemische Vorgänge und Zusammenhänge auf technisch bedeutende Elektrolyseverfahren

Basiskonzepte: Konzept der chemischen Reaktion, Energiekonzept

Vorkommen und Aufbereitung von Bauxit

Gewinnung von Aluminiumoxid, Bayer-Verfahren

ökologische Probleme bei der Aluminiumgewinnung

experimentelle Untersuchung von Alumi­niumkomplexen

SE

Aluminiumkomplex, Nomenklatur und Eigen­schaften

Schmelzflusselektrolyse zur Aluminiumherstellung

experimentelles Untersuchen der Eigenschaften und Reaktionen von Aluminium

SE

aluminothermisches Schweißen

Eigenschaften und Einsatz von Aluminium

Leichtbau, Verpackungen (Tetra Pak)
Recycling

Wahlbereich 3: Grundlagen der qualitativen und quantitativen Elementaranalyse

Beherrschen ausgewählter Verfahren zur Analyse organischer Stoffe

selbstorganisiertes Lernen

experimentelles Durchführen der qualitativen Elementaranalyse

SE
Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Stickstoff-Nachweis

quantitative Elementaranalyse, Ermitteln der Verhältnis- und Summenformel; Berechnungen

Liebig, Ermitteln der molaren Masse nach Meyer

Wahlbereich 4: Aromatische Verbindungen

Einblick in die Vielfalt und Bedeutung aromatischer Verbindungen gewinnen 

Styrol, Anilin, TNT, heterocyclische und mehrkernige Aromaten 

Anwenden des Wissens über den Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften organischer Stoffe auf aromatische Verbindungen 

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen, Konzept der chemischen Reaktion

Benzol (Benzen) als ein Stoff mit aromati­schem System

Kekulé, Elektronensextett, mesomere Grenzstrukturen, Mesomerieenergie

experimentelles Untersuchen von Eigenschaften und Reaktionen einiger Benzolhomologe und -derivate 

SE 

Benzaldehyd, Benzoesäure 

Jahrgangsstufen 11/12 - Leistungskurs

Ziele Jahrgangsstufen 11/12 – Leistungskurs

Erwerben von Wissen über Stoffe und Reaktionen, die die Vielfalt und Komplexität chemischer Vorgänge in allen Lebensbereichen erkennen lassen

An ausgewählten Stoffen aus Natur und Technik erweitern und festigen die Schüler ihr Wissen über den Zusammenhang zwischen Struktur, Eigenschaften und Verwendung der Stoffe. Sie nutzen das Basiskonzept Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen, um Stoffe zu klassifizieren und zu systematisieren.

Wissen über Merkmale, Verlauf und Bedingungsabhängigkeit chemischer Reaktionen ermöglicht den Schülern, insbesondere in Jahrgangsstufe 12, komplexe Phänomene des Alltags selbstständig zu erschließen. Um den Zusammenhang zwischen qualitativen und quantitativen Veränderungen zu verstehen, wenden die Schüler die weiteren Basiskonzepte Konzept der chemischen Reaktion und Energiekonzept an.

Kennenlernen und zunehmendes Beherrschen von fachspezifischen Arbeitsweisen der Chemie zur Erklärung chemischer Erscheinungen im Alltag

Die Schüler nutzen selbstständig Arbeitstechniken und Verfahrenskenntnisse zum Lösen komplexer Aufgaben. Sie entwickeln eigene Fragestellungen und alternative Lösestrategien.

Die Schüler können selbstständig chemische Experimente planen, durchführen, beobachten, beschreiben und auswerten. Sie sind in der Lage, digitale Werkzeuge beim Experimentieren zielgerichtet und sicher zu nutzen. Zum Voraussagen und Erklären chemischer Reaktionen wenden sie auch die experimentelle Methode an.

Die Schüler vertiefen ihr Verständnis über Modelle. Ihnen wird bewusst, dass sich zur Erklärung chemischer Erscheinungen die Notwendigkeit zur Präzisierung und Weiterentwicklung von Modellen ergibt.

Sie nutzen mathematische Verfahren und beherrschen geeignete digitale Werkzeuge, um Stoff- und Energieumsätze zu berechnen.

Entwickeln der Fähigkeit zum chemisch kompetenten Kommunizieren unter angemessener Nutzung von Fachsprache und fachtypischen Darstellungs- und Argumentationsstrukturen 

Die Schüler beschreiben und veranschaulichen chemische Sachverhalte unter Nutzung der Fachsprache. Sie interpretieren und erläutern chemische Reaktionen und können Fachtexte und grafische Darstellungen analysieren.

Die Schüler sind in der Lage, ihre Lern- und Arbeitsergebnisse sowie eigene Standpunkte adressaten-und situationsgerecht auch in digitaler Form darzustellen. Sie nutzen verschiedene, auch digitale Medien, erkennen Kernaussagen, wählen Informationen gezielt und kritisch aus und verknüpfen diese mit dem erworbenen Wissen.

Durch das Gestalten von Präsentationen weisen die Schüler ihre Fähigkeit nach, komplexe chemische Sachverhalte in mündlicher und schriftlicher Form zu erarbeiten und darzustellen.

Entwickeln der Fähigkeit, Sachverhalte kriteriengeleitet zu beurteilen sowie Entscheidungen und deren Folgen zu bewerten, als Voraussetzung für eine kompetente Teilnahme am gesellschaftlichen Diskurs über Natur­wissenschaft und Technik  

Die Schüler sind zunehmend in der Lage, ihre natürliche und technische Umwelt in einer zukunftsorientierten und verantwortungsbereiten naturwissenschaftlichen Perspektive zu erschließen. Den Schülern wird bewusst, dass die Erkenntnisse der Chemie im Zusammenwirken mit den anderen Naturwissenschaften und der Mathematik dazu beitragen können, Prozesse der Natur und der Technik zu beherrschen und diese ökonomisch und ökologisch zum Wohle der Menschen zu nutzen.

Sie gewinnen die Einsicht, dass die Erkenntnisse der Wissenschaft Chemie den technischen Fortschritt maßgeblich beeinflussen und mitbestimmen können. Durch die Beschäftigung mit Produkten aktueller Technologien erkennen die Schüler die gesellschaftliche Bedeutung der angewandten Chemie.

Sie beurteilen Technikfolgen sowie wirtschaftliche Aspekte und Stoffkreisläufe im Sinne der Nachhaltigkeit.

Jahrgangsstufe 11 - Leistungskurs

Lernbereich 1: Stoffe – von der Vielfalt zur Ordnung 26 Ustd.

Kennen des Zusammenhangs zwischen Atombau und Stellung der Haupt- und Nebengruppenelemente im Periodensystem

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen 
historischer Überblick über die Entwicklung der Erkenntnisse zum Atombau
Demokrit, Thomson, Rutherford, Bohr, Sommerfeld

Aufbau der Atomhülle nach dem Bohr-Sommerfeldschen Modell und dem Orbitalmodell

Orbital

Welle-Teilchen-Dualismus

Energieniveauschema

Haupt- und Unterniveaus, Hundsche Regel, Stabilität halb- und vollbesetzter Energieniveaus

Elektronenkonfiguration

Pauling-Schreibweise

Zusammenhang zwischen Elektronen­konfiguration und Stellung im PSE

Klassifizieren der Elemente nach der Elektronenkonfiguration in Haupt- und Nebengruppenelemente

Anwenden des Wissens über den Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften von Stoffen zur Ordnung von ausgewählten anorganischen und organischen Stoffen

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

Zusammenhang zwischen Struktur und chemischer Bindung

Nutzung digitaler Medien zur Visualisierung

Atombindung – Lewis-Formel, Elektronenpaarabstoßungsmodell

Bindungslänge, Bindungsenthalpie

Ionenbindung – Ionengitter

Metallbindung – Elektronengasmodell

Klassifizieren der Stoffe in Metalle, Ionensubstanzen, Molekülsubstanzen, polymere Stoffe

experimentelles Untersuchen verschiedener Stoffe auch unter Nutzung digitaler Werkzeuge

SE
Löslichkeit, Siede- und Schmelztemperatur, Leitfähigkeit, Flammenfärbung
projektorientiertes Arbeiten

Erfassung von Messwerten

inter- und intramolekulare Wechselwirkungen 

Halogene, Alkane, Alkanale, Alkanole, Alkansäuren, Hydroxycarbonsäuren

Van-der-Waals-Kräfte

Dispersionskräfte

Dipol-Dipol-Kräfte

Wasserstoffbrücken

Ionen-Dipol-Wechselwirkung

Kennen des Orbitalmodells zur Erklärung der Bindungsverhältnisse in ausgewählten Molekülsubstanzen und polymeren Stoffen

räumliche Gestalt von Orbitalen

s-, p- und Hybridorbitale

Hybridisierung des Kohlenstoffs in kettenförmigen Kohlenwasserstoffen und polymeren Stoffen

σ- und π-Bindungen

Valenzbindungsmodell

Lernbereich 2: Elektronenübergänge – Redoxreaktionen 21 Ustd.

Kennen der Eigenschaften von Verbindungen der Metalle Kupfer, Eisen und Mangan

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

Oxidationszahlen in anorganischen Verbindungen

Oxidationsstufen von Kupfer, Eisen und Mangan in Verbindungen

Stabilität von Oxidationsstufen

Anwenden des Wissens über Redoxreaktionen auf Reaktionen der Nebengruppenelemente als umkehrbare, pH-abhängige Reaktionen

Basiskonzept: Konzept der chemischen Reaktion

experimentelles Untersuchen von Redoxreaktionen

SE
projektorientiertes Arbeiten

Redoxgleichungen, korrespondierende Redoxpaare, Teilgleichungen

Elektronendonator und -akzeptor

Schrittfolge für das Aufstellen von Reaktionsgleichungen bei pH-abhängigen Reaktionen

Übertragen des Wissens über Redoxreaktionen auf ausgewählte Beispiele aus Alltag, Technik und Analytik

Metallherstellung

Hochofenprozess, Aluminothermisches Schweißen

Rohstoffgewinnung

exemplarische Behandlung nachhaltiger Ansätze

weitere Redoxreaktionen im Alltag

Haushaltsreiniger, Antioxidantien, Entfärber

Redoxampholyte (Wasserstoffperoxid)

experimentelles Durchführen und quantitatives Auswerten von Redoxtitrationen

SE
Manganometrie, Wasseruntersuchung

Übertragen des Wissens über Redoxreaktionen auf ausgewählte Beispiele organischer Stoffe

Basiskonzept: Konzept der chemischen Reaktion

Oxidationszahlen in organischen Verbindungen

partielle Oxidation primärer Alkohole

Aldehyde, Carbonsäuren, Kohlenstoffdioxid

experimentelle Untersuchung der reduzierenden Wirkung der Aldehydgruppe

SE
Fehling- bzw. Tollens-Probe

Lernbereich 3: Stoffe komplexer Natur 12 Ustd.

Einblick in die natürlichen Vorkommen von Komplexverbindungen gewinnen

Minerale, Hämoglobin, Chlorophyll

Kennen des Zusammenhangs zwischen Bau und Eigenschaften ausgewählter Komplexverbin­dungen

Basiskonzepte: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen, Konzept der chemischen Reaktion

Zentralteilchen und Ligand

räumliche Struktur

Nomenklatur

koordinative Bindung zwischen Metallkationen und freien Elektronenpaaren der Liganden

Komplexbildung und -zerfall

Aquakomplexe

experimentelles Untersuchen des Ligandenaustausches

SE

Reaktion von Kupfer(II)-salz-Lösungen mit Salzsäure

experimentelles Durchführen von Komplex­reaktionen zum Nachweis von Fe2+-, Fe3+-, Cu2+-Ionen bzw. zur Maskierung von Ionen

SE

experimentelles Untersuchen der Beein­flussung der Löslichkeit durch Komplex­bildung 

SE
Silberhalogenide, Fällungskaskade der Halogenid-Ionen, Hydroxide

Einblick in die Bedeutung von Komplexverbindungen in der Technik gewinnen

Cyanid-Laugerei, Bayer-Verfahren

ökologische Probleme

Lernbereich 4: Stoffe im Gleichgewicht 18 Ustd.

Kennen der Möglichkeiten der Beeinflussbarkeit des zeitlichen Verlaufs chemischer Reaktionen

Gas- und Staubexplosionen, Korrosionen, Fällungsreaktionen, oszillierende Reaktionen, Stoffwechselprozesse

Stoßtheorie

Reaktionsgeschwindigkeit, Berechnung von Durchschnittsreaktionsgeschwindigkeiten

Katalyse

experimentelles Untersuchen der Abhängig­keit von Temperatur, Konzentration und Katalysator

SE

Anwenden des Wissens über das chemische Gleichgewicht

Basiskonzept: Konzept der chemischen Reaktion

Einstellung, Merkmale und Beeinflussbarkeit des chemischen Gleichgewichts

Nutzung von Simulationssoftware

Prinzip von Le Chatelier und Braun

Steuerung chemisch-technischer Prozesse - Ammoniaksynthese

globale Auswirkungen der Störung natürlicher Gleichgewichte - Ozongleichgewicht der Atmosphäre

experimentelles Untersuchen der Konzentrations-, Druck- und Temperaturabhängigkeit

SE
Iod-Iodstärke-Gleichgewicht, Kohlensäure-Gleichgewicht, Ester-Gleichgewicht
projektorientiertes Arbeiten

Massenwirkungsgesetz, KC

Berechnen von Gleichgewichtskonzentrationen

Übertragen des Wissens zum Massenwirkungsgesetz auf Löslichkeitsgleichgewichte

Basiskonzept: Konzept der chemischen Reaktion

Löslichkeitsprodukt

Berechnen von Gleichgewichtskonzentrationen und Löslichkeiten

experimentelles Untersuchen der Beeinflussung von Löslichkeitsgleichgewichten

SE
gesättigte, ungesättigte Lösungen
Temperaturabhängigkeit, gleichionige Zusätze

Bedeutung im Alltag

Tropfsteine, Abwasserreinigung, Analyse, Wasserhärte, Gallen- und Nierensteinbildung

Lernbereich 5: Protonenübergänge – Säure-Base-Reaktionen 34 Ustd.

Einblick in die historische Entwicklung des Säure-Base-Begriffs gewinnen

Boyle, Lavoisier, Liebig, Arrhenius, Brönsted

Übertragen des Donator-Akzeptor-Prinzips und des Massenwirkungsgesetzes auf Säure-Base-Reaktionen nach Brönsted

Basiskonzept: Konzept der chemischen Reaktion

Brönsted-Säuren und -Basen, Oxonium-Ion

Ammoniak als Base

experimentelles Untersuchen ausgewählter Reaktionen verschiedener Säuren und Basen

SE

Nachweisen von Ammonium-Ionen

Nachweisen saurer und basischer Lösungen

Protolyse, Protonenübergang, korrespondierende Säure-Base-Paare

Ionenprodukt und Autoprotolyse des Wassers

Ampholyte

pH-Wert-Definition

Sörensen

Stärke von Säuren und Basen 

KS- und KB-Wert

pKS- und pKB-Wert

Berechnen von pH-Werten bei vollständiger und unvollständiger Protolyse, von Säure- und Basenkonstanten und von Gleichgewichtskonzentrationen

Säure-Basen-Indikatoren

Indikatorgleichgewicht, Umschlagbereich

Übertragen des Wissens über Säure-Base-Reaktionen auf Protolysegleichgewichte ausgewählter Salze einschließlich der Hydrogensalze

experimentelles Untersuchen des pH-Wertes

SE

Anwenden des Wissens über Säure-Base-Reaktionen auf Pufferlösungen

Zusammensetzung, Wirkungsweise und Bedeutung von Puffersystemen

Puffersysteme in der Natur, Konservierungsmittel

experimentelles Untersuchen und Herstellen von Pufferlösungen

SE
selbstorganisiertes Lernen

Nutzung digitaler Werkzeuge zur Erfassung und Auswertung von Messwerten

Berechnungen mit der Henderson-Hassel­balch-Gleichung

Beherrschen des Verfahrens der Titration

Konzentrationsmaße und Berechnungen

experimentelles Durchführen von Säure-Base-Titrationen mit Indikator und bei digitaler Messung von Leitfähigkeit und pH-Werten 

SE
digitale Erfassung und Auswertung von Messwerten

ein- und mehrprotonige Säuren

Interpretation von Titrationskurven bei vollständiger und unvollständiger Protolyse

Berechnung charakteristischer Punkte

Anfangspunkt, Äquivalenzpunkt, Halbäquivalenzpunkt

experimentelles Bestimmen des Säureanteils in einem Lebensmittel durch Säure-Base-Titration

SE
Essigsäure, Weinsäure, Citronensäure

Übertragen des Wissens über chemische Reaktionen auf den Nachweis weiterer Ionen in wässrigen Lösungen

experimentelles Nachweisen von Halogenid-, Sulfat- und Carbonat-Ionen

SE

Lernbereich 6: Chemische Reaktionen – energetisch betrachtet 19 Ustd.

Kennen von Möglichkeiten der Energieumwand­lung bei chemischen Reaktionen und deren praktische Nutzung

Basiskonzept: Energiekonzept 

Energieformen, Energiegehalt von Nahrungs­mitteln

Aussagen und Bedeutung des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik

Reaktionsenergie, Reaktionsenthalpie

Berechnung der Volumenarbeit

Anwenden des Wissens über die Merkmale chemischer Reaktionen zur vertieften energe­tischen Betrachtung

Basiskonzept: Energiekonzept 

Nutzung digitaler Werkzeuge zur Erfassung und Auswertung von Messwerten

Reaktionsenthalpie als Reaktionswärme bei isobarer Prozessführung 

Temperaturabhängigkeit des molaren Volumens

experimentelles Bestimmen molarer Reaktionsenthalpien mittels Kalorimetrie

SE 

selbstorganisiertes Lernen

Berechnung mit der Kalorimetergleichung

Bildungsenthalpie

Berechnungen von Reaktionsenthalpien aus Bildungsenthalpien mit dem Satz von Hess

Verbrennungsenthalpien, Brennwerte, Heizstoffe, Lebensmittel 

Energiebilanz für eine gesunde Ernährung

Gitter- und Hydratationsenthalpie

experimentelles Untersuchen von exothermen und endothermen Lösungsvorgängen

SE

Beurteilen der Möglichkeit des Ablaufs einer chemischen Reaktion

technische Prozesse

2. Hauptsatz der Thermodynamik

Entropie, Freie Enthalpie

experimentelles Untersuchen spontan ablaufender Reaktionen

SE

Gibbs-Helmholtz-Gleichung

Berechnungen

Wahlbereich 1: Glas – vom Sand zur Fensterscheibe

Einblick in die Vielfalt organischer und anorganischer Werkstoffe gewinnen

Tonerde, Holz, Glas, Kunststoffe

Kennen von Glas als universeller Werkstoff

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

experimentelles Untersuchen der Eigenschaften

SE
Glasbiegen, -ziehen und -blasen, Verhalten gegenüber Chemikalien, Härte

Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften

amorpher Festkörper, Glasübergang, Quarzkristall, Silicattetraeder, Veränderung der Eigenschaften durch Beimischungen

Glasarten im Alltag

Kalknatronglas, Bleiglas, Quarzglas, Laborglas, Borosilicatglas, optisches Glas, Sicherheitsglas

experimentelles Untersuchen von Glas auf Beimischungen

SE
Spektralanalyse, Herauslösen von Inhaltsstoffen durch Erwärmen

technische Glasherstellung und -verarbeitung

Sand, Soda, Pottasche
Floatverfahren; Schott, Abbe

Exkursion: Glasbläserei

experimentelles Herstellen von Glas

SE
Phosphorsalzschmelze

Sich zum Glasrecycling positionieren

Dokumentation zum Einsatz von Glas im Alltag

Nutzung digitaler Medien

Wahlbereich 2: Von Runge-Bildern bis zur Gaschromatographie

Einblick in die Klassifizierung der chromatographischen Verfahren nach der Art der Phasen gewinnen

Verteilungs-, Adsorptions-, Ionenaustausch-, Gelchromatographie, Elektrophorese

experimentelles Herstellen von Runge-Bildern

SE

Kennen der theoretischen Grundlagen der Chromatographie

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

mobile und stationäre Phase

Lösungsmittel, Polarität, Laufgeschwindigkeit

Wechselwirkung zwischen Substanz und mobiler Phase

Adsorption, Verteilung, Löslichkeit

Bedeutung für Identifizierung, Reinigung und Strukturaufklärung von Substanzen

klinische Diagnostik, Lebensmittelanalytik, Analyse von Pflanzeninhaltsstoffen, Nachweis von Spurenelementen bei der Wasseraufbereitung

experimentelles Durchführen einer Chromatographie

SE
Dünnschicht-, Gel-, Säulenchromatographie

Einblick in moderne Verfahren der Chromatographie gewinnen

Exkursion

Wahlbereich 3: Von der Alchemie zur Chemie

Einblick in die Geschichte der Alchemie gewin­nen

Ägypten, China und Indien, Arabien, Spanien, Europa

Ziele alchemistischer Versuche

Alchemie im Mittelalter, Quacksalber, „Stein des Weisen“, „Erschaffung von Leben“, Scheide- und Königswasser, Böttger-Porzellan

experimentelles Untersuchen alchemisti­scher Reaktionen

Bleibaum, Traubesche Zelle, Wirkung des Lustfeuerwerks von Vicenza (1379)

Kennen ausgewählter Beispiele vom Beginn der wissenschaftlich-praktischen und technischen Chemie

experimentelles Untersuchen von Salpeter als Oxidationsmittel

SE

Oxidationsschmelze

Herstellung von Soda

Glas- und Seifenherstellung

Anwenden thermodynamischer Sachverhalte auf die Herstellung von Kältemischungen

Basiskonzept: Energiekonzept

Nutzen von Kältemischungen

Herstellung von Speiseeis, Konservierung von Lebensmitteln

experimentelles Herstellen von Kältemischungen und Bestimmen der Lösungsenthalpie

SE
Nutzung digitaler Werkzeuge zur Erfassung und Auswertung von Messwerten

Dokumentation zum Durchbruch der chemischen Theorien im 19. Jahrhundert

Berzelius, Liebig, Wöhler, Meyer, Mendelejew

Nutzung digitaler Medien

Jahrgangsstufe 12 - Leistungskurs

Lernbereich 1: Elektrochemische Reaktionen 28 Ustd.

Einblick in elektrochemische Phänomene des Alltags gewinnen

Basiskonzepte: Konzept der chemischen Reaktion, Energiekonzept 

Kennen der Redoxreihe der Metalle

experimentelles Untersuchen der Redox­reihe der Metalle

SE
Reaktionen verschiedener Metalle mit Metallsalzlösungen

elektrochemische Fällungsreaktionen

SE
Zementation, Metallrecycling

Kennen der Vorgänge zur Ausbildung eines Elektrodenpotenzials

Elektrolyte

Elektrodenpotenzialbildung

elektrochemische Doppelschicht

Standardelektrodenpotenzial

Standard-Wasserstoffelektrode

elektrochemische Spannungsreihe

Elektrodenreaktionen

galvanische Zelle einschließlich Konzentra­tionszelle

Berechnung der Standardzellspannung

experimentelles Untersuchen der Abhängig­keit des Elektrodenpotenzials von Stoff und Konzentration unter Nutzung digitaler Werkzeuge

SE

Erfassung und Auswertung von Messwerten

Anwenden des Wissens über Elektrodenpoten­ziale auf freiwillig verlaufende und erzwungene Redoxsysteme

Basiskonzepte: Konzept der chemischen Reaktion, Energiekonzept

Nernst-Gleichung 

Konzentrationselement

Metall/Metall-Ionen-Elektroden

Berechnungen in Abhängigkeit von Konzentrationen bei Standardtemperatur

pH-abhängige Redoxreaktionen

Korrosion und Korrosionsschutz

Lokalelement

Prinzip der Opferanode

experimentelles Untersuchen von Lokalelementen und Korrosionsvorgängen

SE

Elektrolyse, Elektrolysezelle

Abscheidungspotenzial, Überspannung, Zersetzungsspannung 

Raffination

experimentelles Untersuchen elektrolytischer Vorgänge 

SE

Abscheidung von Metallen, Galvanotechnik

Nutzung digitaler Werkzeuge zur Auswertung von Messwerten

Faraday-Gesetze 

Berechnungen

Vergleich von galvanischer Zelle und Elektrolysezelle

Anwenden des Wissens über elektrochemische Zusammenhänge auf ausgewählte Spannungsquellen

exemplarische Behandlung

nachhaltiger Umgang, E-Mobilität

Dokumentation, Präsentation

Nutzung digitaler Medien

projektorientiertes Arbeiten

Primärelement

Sekundärelement

Brennstoffzelle

Beurteilen der Nutzung alternativer Energiequellen und der Speicherung gewonnener Energie aus ökonomischer und ökologischer Sicht

Pro- und Kontra-Debatte 

Lernbereich 2: Organische Stoffe 30 Ustd.

Kennen der Nomenklatur und Struktur organischer Stoffklassen der Chemie

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

Nomenklaturregeln nach IUPAC für Kohlenwasserstoffe, Carbonylverbindungen, Amine und Alkohole

Carbonylverbindungen mit Ester-, Keto-, Aldehyd- und Carboxygruppe

Ketone am Beispiel von Aceton: Struktur und Eigenschaften

Verbindungen mit Hydroxy- und Aminogruppe 

Anwenden des Wissens über das Orbitalmodell auf Struktur und Eigenschaften des Benzens und ausgewählter Derivate

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

Phenol, Anilin, Nitrobenzol, Benzoesäure

Bindungsverhältnisse in aromatischen Systemen

Delokalisierung von π-Elektronen

mesomere Grenzstrukturen, Mesomerieenergie

I- und M-Effekt und ihr Einfluss auf die Eigenschaften der Stoffe

Säure-Basen-Stärke

Übertragen des Wissens über organische Reaktionen auf Reaktionsmechanismen 

Basiskonzept: Konzept der chemischen Reaktion

Radikale, Nucleophile, Elektrophile

Homolyse, Heterolyse

Mechanismen 

SN1-Mechanismus

Mechanismus der Veresterung

SE-Mechanismus zur Bildung von Benzenderivaten

Erstsubstitution

SR-Mechanismus

AE-Mechanismus

Beherrschen ausgewählter qualitativer und quantitativer Verfahren zur Analyse organischer Stoffe

qualitative und quantitative Elementaranalyse

Liebig, Meyer
Ermitteln der Summenformel

Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Stickstoff-Nachweis

experimentelles Nachweisen von Strukturmerkmalen

SE

Mehrfachbindungen zwischen Kohlenstoffatomen

Hydroxy-, Aldehyd-, Carboxygruppe

Lernbereich 3: Naturstoffe, Kunststoffe und Nanomaterialien 32 Ustd.

Anwenden des Wissens über den Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften von Stoffen auf Naturstoffe

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

Kohlenhydrate

experimentelles Untersuchen verschiedener Kohlenhydrate auf ihre reduzierende Wirkung

SE

Einteilung der Kohlenhydrate 

Glucose, Fructose, Maltose, Saccharose, Stärke

Ketten- und Ringstruktur der Glucose und Fructose

Fischer- und Haworth-Projektion

glycosidische Bindung

experimentelles Durchführen der Hydrolyse der Disaccharide

SE

Aminosäuren und Proteine

Bau und Einteilung von Aminosäuren

unpolar und polar; neutral, sauer und basisch

Amino- und Carboxygruppe als funktionelle Gruppen

Zwitterion: Aggregatzustand, Wasserlöslichkeit, Pufferwirkung, isoelektrischer Punkt

Nutzung digitaler Werkzeuge zur Erfassung von Messwerten

Strukturen der Proteine, Bindungen, inter- und intramolekulare Wechselwirkungen 

Auswirkungen von Strukturveränderungen bei Proteinen auf Lebewesen

Übertragen des Wissens über die Struktur von Stoffen auf das Trennen und Bestimmen durch Chromatographie

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

Dünnschichtchromatografie, Säulenchromatographie, Gaschromatografie

Trennprinzip am Beispiel der Dünnschichtchromatografie

experimentelles Durchführen

SE

Ermittlung und Interpretation von Retentionsfaktoren

Übertragen des Wissens über die Struktur von Stoffen auf Formen der Isomerie

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

Konstitutionsisomerie

Glucose und Fructose

Propan-1-ol und Propan-2-ol

Konfigurationsisomerie

Chiralität, asymmetrisches Kohlenstoffatom

optische Aktivität

Enantiomere

Bild/Spiegelbild, D- und L-Formen

Diastereomere

α- und β-Formen

Anwenden des Wissens über organische Stoffe und deren Reaktionen auf Kunststoffe

Basiskonzepte: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen, Konzept der chemischen Reaktion

Zusammenhang von Struktur und Eigenschaften bei Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren

Polymerisation und Polykondensation

Kennen des Reaktionsmechanismus zur radikalischen Polymeri­sation 

Basiskonzept: Konzept der chemischen Reaktion

Initiator, Kettenstart, -wachstum, -abbruch

Anwenden des Wissens über den Zusammen­hang zwischen Struktur und Eigenschaften von Stoffen auf Nanomaterialien

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

exemplarische Betrachtung

Nanostrukturen, Nanoteilchen

Einfluss von Nanostrukturen auf Oberflächeneigenschaften

selbstreinigende Oberflächen, Riblet-Ober­flächen

Sich zum nachhaltigen Umgang mit Wertstoffen positionieren

Recycling

Wertstoffkreisläufe 

PET, biologischer Wertstoffkreislauf

Lernbereich 4: Streifzug durch die Chemie – Systematisierung 20 Ustd.

Beurteilen von Anwendungsmöglichkeiten digitaler Werkzeuge beim Experimentieren

Gestalten chemischer Prozesse auf der Grundlage der Basiskonzepte

Zusammenhang von Struktur, Eigenschaften und Verwendung der Stoffe

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

SE
anorganische und organische Analyse

Arten der chemischen Reaktion

Basiskonzept: Konzept der chemischen Reaktion 

SE
Redoxtitration, Konzentrationszellen, Potentiometrische Titration, Säure-Base-Titration, Bestimmung von pKS-Werten, Fällungsreaktion, Ligandenaustauschreaktion, Addition, Substitution und Eliminierung

Merkmale, Verlauf und Bedingungsabhängigkeit chemischer Reaktionen

Basiskonzept: Energiekonzept, Konzept der chemischen Reaktion

SE
Enthalpiebestimmung, Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit, Ermittlung der Gleichgewichtskonstante für eine Veresterung

Beurteilen des Einsatzes und der Grenzen von Modellen

Atommodelle

Bindungsmodelle

Elektronenpaarabstoßungsmodell, Valenzbindungsmodell

Mesomeriemodell

Wahlbereich 1: Farbstoffe

Einblick in Geschichte, Vielfalt und Anwendung der Farbstoffe gewinnen

Pflanzenfarbstoffe, Textilfarben, Indikatoren, Mineralfarben

Kennen des Chromophor-Modells nach Witt und Witzinger

Zusammenhang von Lichtabsorption und Farbigkeit

chromophore Gruppe, auxo- und antiauxochrome Gruppen

Bathochromie, Hypsochromie, Halochromie

Anwenden des Wissens über das Chromophor-Modell auf die Einteilung der Farbstoffe nach ihrer Struktur

Basiskonzept: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

Polymethinfarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe, Carbonylfarbstoffe

Anwenden des Wissens über Säure-Base-Reaktionen auf die Verwendung von Farbstoffen als Indikatoren

Basiskonzept: Konzept der chemischen Reaktion

Struktur von Säure-Base-Indikatoren

experimentelles Untersuchen der Umschlagbereiche von Indikatoren

SE

Phenolphthalein, Methylrot u.a.

Übertragen des Wissens über Struktur-Eigenschafts-Beziehungen auf ausgewählte Färbeverfahren

experimentelles Untersuchen verschiedener Färbeverfahren

Beizenfärbung, Küpenfärbung

Sich zu Problemen bei der Nutzung von Farbstoffen positionieren

Wahlbereich 2: Arzneimittel

Einblick in die Vielfalt von Arzneimitteln gewinnen

Kennen von Handelsnamen, Zusammensetzung, Indikation und Wirkungsweise von Aspirin® (Acetylsalicylsäure, ASS) und ACC® (Acetylcystein)

Basiskonzepte: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen

Veresterung

experimentelles Untersuchen der Eigenschaften von Salicylsäure und Acetylsalicylsäure

SE
Schmelz- und Siedetemperaturen, Löslichkeiten, Säurestärke

Nutzung digitaler Werkzeuge zur Erfassung von Messwerten

experimentelles Untersuchen der Zusammensetzung

SE
Hydrolyse von Aspirin

experimentelles Bestimmen des ASS-Gehalts im Aspirin durch Verseifung und Rücktitration

SE

Stärke und Lactose als Tablettenbindemittel

Einblick in die physiologische Wirkung von ASS gewinnen

Sich zur Anwendung von Arzneimitteln positionieren

Medikamentenabhängigkeit; Paracelsus

Wahlbereich 3: Vitamine

Einblick in die Vielfalt und Bedeutung der Vitamine gewinnen

Anwenden des Wissens über Säure-Base-Reaktionen, chemische Gleichgewichte und Redoxreaktionen

Basiskonzepte: Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und ihrer Teilchen, Konzept der chemischen Reaktion

Vitamine Ascorbinsäure (Vitamin C) und Riboflavin (Vitamin B2)

experimentelles Untersuchen der sauren und der Redoxwirkung von Vitamin C

SE

experimentelles Bestimmen des Vitamin-C-Gehalts durch Redoxtitration

SE
Vitamin-C-Tablette, Orangensaft, Zitronensaft, Spinat, Kartoffeln, Salat

Reduktion und Oxidation von Vitamin B2

SE
Puddingpulver-Extrakt

Modellexperiment zum Verständnis biochemischer Vorgänge

Sich zur Bedeutung der Vitamine für die gesunde Ernährung positionieren

Wahlbereich 4: Technische Elektrolysen

Anwenden des Wissens über elektrochemische Vorgänge und Zusammenhänge auf technisch bedeutende Elektrolyseverfahren

Basiskonzepte: Konzept der chemischen Reaktion, Energiekonzept 

Chloralkali-Elektrolyse; Schmelzflusselektrolyse zur Aluminiumherstellung

Einsatz digitaler Werkzeuge zur Erfassung und Auswertung von Messwerten

experimentelles Durchführen von geeigneten Modellexperimenten

SE

Entwickeln von Teil- und Gesamtgleichungen für die technischen Anwendungen

Berechnen von Größen mit Hilfe der Faraday-Gesetze

Elektrizitätsmenge, Abscheidungsmasse, Stromausbeute

Einblick in die technische Realisierung und in Produktionsprinzipien und -probleme gewinnen

Exkursion in eine Produktionsanlage

Reaktionsapparate

Vor- und Nachteile verschiedener Verfahren

Reinheit, Nebenprodukte, Vermeidung un­erwünschter Nebenprodukte

Sich zu großtechnischen Anwendungen der Elektrolysen positionieren

Chlor-Alkali-Elektrolyse

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