SCHULCURRICULUM CHEMIE

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1 Bischöfliches Pius-Gymnasium Fachkonferenz Chemie SCHULCURRICULUM CHEMIE INHALTSVERZEICHNIS 1. SEKUNDARSTUFE I 1.1. INHALTSFELDER, FACHLICHE KONTEXTE UND FÄCHERÜBERGREIFENDES ARBEITEN KOMPETENZEN KONZEPTBEZOGENE KOMPETENZEN PROZESSBEZOGENE KOMPETENZEN KOMPETENZBEREICH ERKENNTNISGEWINNUNG KOMPETENZBEREICH KOMMUNIKATION KOMPETENZBEREICH BEWERTUNG SEKUNDARSTUFE II 2.1. INHALTSFELDER STOFFVERTEILUNGSPLAN FÜR DEN BEREICH ORGANISCHE CHEMIE STUFENÜBERGREIFENDE ASPEKTE 3.1. BEWERTUNGSKRITERIEN BEURTEILUNGSBEREICH SONSTIGE MITARBEIT BEURTEILUNGSBEREICH KLAUSUREN ZUORDNUNGEN VON LEISTUNGEN ZU NOTEN WERTEERZIEHUNG IM CHEMIEUNTERRICHT ASPEKTE DES UMWELTSCHUTZES IM CHEMIEUNTERRICHT AUßERSCHULISCHE KONTAKTE 27

2 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite Inhaltsfelder, fachliche Kontexte und fächerübergreifendes Arbeiten Jahrgang Inhaltsfelder fachliche Kontexte fächerübergreifendes Arbeiten Stoffe und Stoffveränderungen Gemische und Reinstoffe Stoffeigenschaften Stofftrennverfahren Einfache Teilchenvorstellung Kennzeichen chemischer Reaktionen Stoff- und Energieumsätze bei Chemischen Reaktionen Oxidationen Elemente und Verbindungen Analyse und Synthese Exotherme und endotherme Reaktionen Aktivierungsenergie Gesetz von der Erhaltung der Masse Reaktionsschemata (in Worten) Luft und Wasser Luftzusammensetzung Luftverschmutzung, saurer Regen Wasser als Oxid Nachweisreaktionen Lösungen und Gehaltsangaben Abwasser und Aufbereitung Metalle und Metallgewinnung Gebrauchsmetalle Reduktion/Redoxreaktion Gesetz der konstanten Massenverhältnisse Recycling Speisen und Getränke alles Chemie Was ist drin? Wir untersuchen Lebensmittel/Getränke und ihre Bestandteile. Wir gewinnen Stoffe aus Lebensmitteln. Kochen, backen, konservieren: wir verändern Lebensmittel Brände und Brandbekämpfung Feuer und Flamme Brände und Brennbarkeit Die Kunst des Feuerlöschens Verbrannt ist nicht vernichtet. Nachhaltiger Umgang mit Ressourcen Luft zum Atmen Treibhauseffekt durch menschliche Eingriffe Bedeutung des Wassers als Trink- und Nutzwasser, Gewässer als Lebensräume Transportwege und Freizeitstätten Aus Rohstoffen werden Gebrauchsgegenstände. scharfe Messer, starke Träger: Werkstoff Stahl Das Beil des Ötzi Eisen und Stahl: großtechnische Herstellung Schrott Abfall oder Rohstoff Der Dichtebegriff wird im Fach Physik bereits in Klasse 6 eingeführt; er wird hier lediglich vertiefend aufgegriffen. Grundlegende Aspekte des Umweltschutzes sowie der Nachweis von Kohlenstoffdioxid werden im Fach Biologie bereits in Klasse 6 behandelt.

3 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite 3 Jahrgang Inhaltsfelder fachliche Kontexte fächerübergreifendes Arbeiten 8 8 Elementfamilien, Atombau und Periodensystem Alkali- oder Erdalkalimetalle Halogene Nachweisreaktionen Kern-Hülle-Modell Elementarteilchen Atomsymbole Schalenmodell und Besetzungsschema Periodensystem Atomare Masse, Isotope Ionenbindungen und Ionenkristalle Leitfähigkeit von Salzlösungen Ionenbildung und Bindung Salzkristalle Chemische Formelschreibweise und Reaktionsgleichungen Böden und Gesteine Vielfalt und Ordnung Aus tiefen Quellen Natürliche Baustoffe Streusalz und Dünger Wie viel verträgt der Boden? Die Welt der Mineralien Salzbergwerke Salze und Gesundheit Aus dem Physikunterricht der Klasse 8 ist bereits der Ladungsbegriff sowie die Modellvorstellung des Elektrons bekannt. Zu Beginn der Klasse 8 erfolgt die Behandlung des Kern- Hülle-Modells. Hier soll eine Absprache zwischen Chemie und Physik erfolgen, um eine Besprechung des Modells unter komplementären Gesichtspunkten zu gewährleisten und Redundanzen zu vermeiden. Die verschiedenen Anwendungen aus der Kernphysik werden nahezu zeitgleich auch im Physikunterricht besprochen, sodass die Behandlung im Fach Chemie auf ein Minimum beschränkt wird. Ein vereinfachter Ionenbegriff wird in Physik bereits in Klasse 7 eingeführt. Unter diesem Themenaspekt können auch einfache Nachweisreaktionen für Ionen behandelt werden, welche dem Biologieunterricht als Grundlage von Lebensmitteluntersuchungen dienen können. An dieser Stelle ist auch eine fächerübergreifende Zusammenarbeit möglich, um Redundanzen zu vermeiden.

4 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite 4 Jahrgang Inhaltsfelder fachliche Kontexte fächerübergreifendes Arbeiten Freiwillige und erzwungene Elektronenübertragungen Oxidationen als Elektronenübertragungsreaktionen Reaktionen zwischen Metallatomen und Metallionen Unpolare und polare Elektronenpaarbindung Die Atombindung/unpolare und polare Elektronenpaarbindung Wasser-, Ammoniak- und Chlorwasserstoffmoleküle als Dipole Saure und alkalische Lösungen Ionen in sauren und alkalischen Lösungen Neutralisation Protonenaufnahme und abgabe an einfachen Beispielen stöchiometrische Berechnungen Energie aus chemischen Reaktionen Einfache Batterien Brennstoffzelle Alkane als Erdölprodukte Biodiesel Energiebilanzen Metalle schützen und veredeln Dem Rost auf der Spur unedel dennoch stabil Metallüberzüge: nicht nur Schutz vor Korrosion Wasser mehr als ein einfaches Lösungsmittel Wasser und seine besonderen Eigenschaften und Verwendbarkeit Wasser als Reaktionspartner Reinigungsmittel, Säuren und Laugen im Alltag Anwendungen von Säuren in Alltag und Beruf Haut und Haar, alles im neutralen Bereich Zukunftssichere Energieversorgung Strom ohne Steckdose Mobilität die Zukunft des Autos Nachwachsende Rohstoffe In diesem Themenfeld kann auf einige Kenntnisse zurückgegriffen werden, welche im Physikunterricht vermittelt werden, beispielsweise das Prinzip einer Turbine bzw. eines Generators. 9 Organische Chemie Typische Eigenschaften organischer Verbindungen Van-der-Waals-Kräfte Funktionelle Gruppen Struktur-Eigenschaftsbeziehungen Veresterung und Hydrolyse Makromoleküle Katalysatoren Der Natur abgeschaut Vom Traubenzucker zum Alkohol Vom Fett zur Seife Moderne Kunststoffe - nicht nur aus Erdöl Helfer zum Steuern chemischer Reaktionen

5 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite Kompetenzen Konzeptbezogene Kompetenzen Klasse 7 Konzeptbezogene Kompetenzen zum Basiskonzept Chemische Reaktion Die Schülerinnen und Schüler können: Stoffumwandlungen beobachten und beschreiben chemische Reaktionen an der Bildung von neuen Stoffen mit neuen Eigenschaften erkennen, und diese von der Herstellung bzw. Trennung von Gemischen unterscheiden. chemische Reaktionen von Aggregatzustandsänderungen unterscheiden. Stoffumwandlungen herbeiführen. Stoffumwandlungen in Verbindung mit Energieumsätzen als chemische Reaktion deuten. den Erhalt der Masse bei chemischen Reaktionen durch die konstante Atomzahl erklären. chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Wortformulierungen beschreiben. chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe nutzen. das Verbrennungsprodukt Kohlenstoffdioxid identifizieren und dessen Verbleib in der Natur diskutieren. Verbrennungen als Reaktionen mit Sauerstoff (Oxidation) deuten, bei denen Energie freigesetzt wird. saure und alkalische Lösungen mithilfe von Indikatoren nachweisen. Konzeptbezogene Kompetenzen zum Basiskonzept Struktur der Materie Die Schülerinnen und Schüler können: zwischen Gegenstand und Stoff unterscheiden. Ordnungsprinzipien für Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften und Zusammensetzung nennen, beschreiben und begründen: Reinstoffe, Gemische; Elemente, Verbindungen Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren (Farbe, Geruch, etc) Stoffe aufgrund ihrer Zusammensetzung und Teilchenstruktur ordnen.

6 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite 6 Atome als kleinste Teilchen von Stoffen benennen. Stoffe aufgrund von Stoffeigenschaften ( Löslichkeit, Dichte) bezüglich ihrer Verwendungsmöglichkeiten bewerten. Stoffeigenschaften zur Trennung einfacher Stoffgemische nutzen. die Teilchenstruktur ausgewählter Stoffe/Aggregate mithilfe einfacher Modelle beschreiben. die Aggregatzustandsänderungen unter Hinzuziehung der Anziehung von Teilchen deuten. Einfache Modelle zur Beschreibung von Stoffeigenschaften nutzen. Lösevorgänge und Stoffgemische auf der Ebene einfacher Teilchenvorstellung beschreiben. Konzeptbezogene Kompetenzen zum Basiskonzept Energie Die Schülerinnen und Schüler können: chemische Reaktionen energetisch differenziert beschreiben. Energie gezielt einsetzen, um den Übergang von Aggregatzuständen herbeizuführen (bei Stoffgemischen z. B.) Siede und Schmelzvorgänge energetisch beschreiben. Erläutern, dass bei einer chemischen Reaktion immer Energie aufgenommen oder abgegeben wird. energetische Erscheinungen bei exothermen chemischen Reaktionen auf die Umwandlung eines Teils der in Stoffen gespeicherten Energie in Wärmeenergie zurückführen, bei endothermen Reaktionen den umgekehrten Vorgang erkennen. das Prinzip der Gewinnung nutzbarer Energie durch Verbrennung erläutern. Klasse 8 Konzeptbezogene Kompetenzen zum Basiskonzept Chemische Reaktion Die Schülerinnen und Schüler können: Stoff- und Energieumwandlungen als Veränderung in der Anordnung von Teilchen und als Umbau chemischer Bindungen erklären mithilfe eines angemessenen Atommodells und Kenntnissen des PSE erklären, welche Bindungsarten bei chemischen Reaktionen gelöst werden und welche entstehen

7 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite 7 chemische Reaktionen als Umgruppierung von Atomen beschreiben. chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Symbolformulierungen unter Angabe des Atomzahlverhältnisses beschreiben und die Gesetzmäßigkeit der konstanten Atomanzahlverhältnisse erläutern. chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benutzen. Redoxreaktionen nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip als Reaktionen deuten, bei denen Sauerstoff abgegeben und vom Reaktionspartner aufgenommen wird. Kenntnisse über Reaktionsabläufe nutzen, um die Gewinnung von Stoffen zu erklären (Verhüttungsprozesse) Konzeptbezogene Kompetenzen zum Basiskonzept Struktur der Materie Die Schülerinnen und Schüler können: Aufbauprinzipien des Periodensystems der Elemente beschreiben und als Ordnungs- und Klassifikationsschema nutzen, Hauptund Nebengruppen unterscheiden. die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis unterschiedlicher Kombinationen und Anordnungen von Atomen mithilfe von Bindungsmodellen erklären( Ionenverbindungen, anorganische Molekülverbindungen, polare und unpolare Stoffe). einfache Atommodelle zur Beschreibung chemischer Reaktionen nutzen. Konzeptbezogene Kompetenzen zum Basiskonzept Energie Die Schülerinnen und Schüler können: erläutern, dass Veränderungen von Elektronenzuständen mit Energieumsätzen verbunden sind und angeben, dass das Erreichen energiearmer Zustände die Triebkraft chemischer Reaktionen darstellt. konkrete Beispiele von Oxidationen (Reaktionen mit Sauerstoff) und Reduktionen als wichtige chemische Reaktionen benennen sowie deren Energiebilanz darstellen. erläutern, dass zur Auflösung einiger chemischer Reaktionen Aktivierungsenergie nötig ist, und die Funktion eines Katalysators deuten.

8 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite 8 Klasse 9 Konzeptbezogene Kompetenzen zum Basiskonzept Chemische Reaktion Die Schülerinnen und Schüler können: Möglichkeiten der Steuerung chemischer Reaktionen durch Variation von Reaktionsbedingungen beschreiben und ggf. experimentell umsetzen. mithilfe eines angemessenen Atommodells und Kenntnissen des Periodensystems erklären, welche Bindungsarten bei chemischen Reaktionen gelöst werden und welche entstehen. Stoffe durch Formeln und Reaktionen durch Reaktionsgleichungen beschreiben und dabei in quantitativen Aussagen die Stoffmenge benutzen und einfache stöchiometrische Berechnungen durchführen elektrochemische Reaktionen (Elektrolyse und elektrochemische Spannungsquellen) nach dem Donator Akzeptor - Prinzip als Aufnahme und Abgabe von Elektronen deuten, bei denen Energie umgesetzt wird. die Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen am Beispiel der Bildung und Zersetzung von Wasser beschreiben. Säuren als Stoffe einordnen, deren wässrige Lösungen Wasserstoff - Ionen enthalten. die alkalische Reaktion von Lösungen auf das Vorhandensein von Hydroxid - Ionen zurückführen. den Austausch von Wasserstoff - Ionen als Donator Akzeptor Prinzip einordnen. einen Stoffkreislauf als eine Abfolge verschiedener Reaktionen deuten. wichtige technische Umsetzungen chemischer Reaktionen vom Prinzip her erläutern (Eisenherstellung, Säureherstellung, Kunststoffpolymerisation). Prozesse zur Bereitstellung von Energie erläutern. typische Reaktionen organischer Verbindungen aufgrund ihrer funktionellen Gruppen erläutern, u.a. Veresterung und Hydrolyse. Konzeptbezogene Kompetenzen zum Basiskonzept Struktur der Materie Die Schülerinnen und Schüler können: Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften zur Trennung, Identifikation, Reindarstellung anwenden und zur Beschreibung großtechnischer Produktion von Stoffen nutzen.

9 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite 9 Zusammensetzung und Strukturen verschiedener Stoffe mithilfe von Formelschreibweisen darstellen (Summen-/ Strukturformel, Isomere) Kräfte zwischen Molekülen und Ionen beschreiben und erklären. Kräfte zwischen Molekülen als Van der Waals Kräfte, Dipol Dipol Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnen. den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und Bindungsverhältnissen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung und Metallbindung) erklären. chemische Bindungen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung) mithilfe geeigneter Modelle erklären und Atome mithilfe eines differenzierten Kern Hülle Modells beschreiben. mithilfe eines Elektronenpaarabstoßungsmodells die räumliche Struktur von Molekülen erklären. Konzeptbezogene Kompetenzen zum Basiskonzept Energie Die Schülerinnen und Schüler können: die bei chemischen Reaktionen umgesetzte Energie quantitativ erfassen. die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie und umgekehrt von elektrischer in chemische Energie bei elektrochemischen Phänomenen beschreiben und erklären. vergleichende Betrachtungen zum Energieumsatz durchführen. den Einsatz von Katalysatoren in technischen oder biochemischen Prozessen beschreiben und begründen. beschreiben, dass die Nutzung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung einhergeht mit der Entstehung von Luftschadstoffen und damit verbundenen negativen Umwelteinflüssen (Treibhauseffekt, Smog). das Funktionsprinzip verschiedener chemischer Energiequellen mit angemessenen Modellen beschreiben und erklären (Batterie, Brennstoffzelle). die Nutzung verschiedener Energieträger (Atomenergie, Oxidation fossiler Brennstoffe, elektrochemische Vorgänge, erneuerbare Energien) aufgrund ihrer jeweiligen Vor und Nachteile kritisch beurteilen.

10 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite Prozessbezogene Kompetenzen (Die in diesem Kapitel erwähnten Kompetenzen sollen bis zum Ende der Jahrgangsstufe 9 erreicht werden.) Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung (Experimentelle und andere Untersuchungsmethoden sowie Modelle nutzen) Schülerinnen und Schüler... beobachten und beschreiben Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch computergestützt. recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht. stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen. stellen Zusammenhänge zwischen chemischen bzw. naturwissenschaftlichen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische und naturwissenschaftliche Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen und Darstellungen.

11 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite Kompetenzbereich Kommunikation (Informationen sach- und fachbezogen erschließen und austauschen) Schülerinnen und Schüler... argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig vertreten ihre Standpunkte zu chemischen Sachverhalten und reflektieren Einwände selbstkritisch planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. Beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung elektronischer Medien. veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln. beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien. Prüfen Darstellungen in Medien hinsichtlich ihrer fachlichen Richtigkeit Protokollieren den Verlauf und die Ergebnisse von Untersuchungen und Diskussionen in angemessener Form

12 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite Kompetenzbereich Bewertung (Fachliche Sachverhalte in verschiedenen Kontexten erkennen, beurteilen und bewerten) Schülerinnen und Schüler... beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Daten und Informationen kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten. stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen chemische und naturwissenschaftliche Kenntnisse bedeutsam sind. nutzen chemisches und anderes naturwissenschaftliches Wissen zum Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten, im Alltag und bei ausgewählten Beispielen moderner Technologien. beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung. benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwendung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an ausgewählten Beispielen. binden chemische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung und Beurteilung naturwissenschaftlicher Fragestellungen und Zusammenhänge. beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt. bewerten an ausgewählten Beispielen die Beeinflussung globaler Kreisläufe und Stoffströme unter dem Aspekt der nachhaltigen Entwicklung. erörtern an ausgewählten Beispielen Handlungsoptionen im Sinne der Nachhaltigkeit. erkennen Fragestellungen, die einen engen Bezug zu anderen Unterrichtsfächern aufweisen und zeigen diese Bezüge auf nutzen fachtypische und vernetzte Kenntnisse und Fertigkeiten, um lebenspraktisch bedeutsame Zusammenhänge zu erschließen entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung fachwissenschaftlicher Erkenntnisse der Chemie beantwortet werden können diskutieren und bewerten gesellschaftsrelevante Aussagen aus unterschiedlichen Perspektiven

13 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite Inhaltsfelder der Sekundarstufe II Einführungsphase A. Reaktionsfolgen aus der organischen Chemie Alkane, Alkene, Alkine, Alkanole (Wdh. S1 Stoff) Crackvorgang (molekulare Ebene) Konstitutionsisomerie und Nomenklatur Struktur-Eigenschafts-Beziehungen (Siedepunkte, Löslichkeitsverhalten) Alkanale, Alkanone Wdh. Oxidationszahlen Herstellung durch Oxidation primärer und sekundärer Alkanole Homologe Reihen Konstitutionsisomerie und Nomenklatur Struktur-Eigenschafts-Beziehungen Nachweise (Fehling und Tollens Probe) mit Reaktionsgleichungen Alkansäuren Wdh. S1 Stoff Herstellung mit Reaktionsgleichungen Nomenklatur Struktur-Eigenschaftsbeziehungen Alkansäureester Wdh. S1 Stoff Reaktionen (Veresterung, Verseifung) Komplexere Beispiele: Fette, Biodiesel, Acetylsalicylsäure Makromoleküle Polymerisation, Polykondensation (Bruttoreaktionen) Thermoplaste, Duroplaste

14 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite 14 B. Ein technischer Prozess Bedeutung des Ammoniaks in Alltag und Technik Geschwindigkeit chemischer Reaktionen o Ableitung des Begriffs Reaktionsgeschwindigkeit o Einflüsse auf die Reaktionsgeschwindigkeit Chemisches Gleichgewicht und Massenwirkungsgesetz o Ableitung des Begriffs chemisches Gleichgewicht o Quantitative Erfassung der Gleichgewichtslage: Das MWG Das Prinzip von le Chatelier o Einfluss von Konzentrationsänderungen o Einfluss des Drucks o Einfluss der Temperatur o Anwendungsbeispiele C. Ein Stoffkreislauf in Natur und Umwelt Verarbeitung von Kalk in der Bauindustrie Wasserhärte

15 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite 15 Qualifikationsphase (1. Jahr) A.Gewinnung, Speicherung und Nutzung elektrischer Energie in der Chemie Vom Daniell Element zu Methoden der Stromerzeugung in Alltag und Technik o Grundlagen Wdh. Redoxreaktionen Grundlagen der Elektrizitätslehre o galvanische Elemente Das Daniell Element Die Spannungsreihe weitere galvanische Elemente Die Standardwasserstoffhalbzelle Die Spannungsreihe der Metalle und Nichtmetalle Die Nernst Gleichung Konzentrationsketten Bestimmung von Löslichkeitsprodukten (nur LK) o Stromerzeugung im Alltag Batterien Akkumulatoren Brennstoffzellen Von einfachen Elektrolysen im Labor zur großtechnischen Chlor-Alkali-Elektrolyse o Einfache Elektrolysen o Begriff der Überspannung o Die Chlor-Alkali-Elektrolyse o Experimente zur Spannungsreihe der Nichtmetalle (nurlk) o Faraday Gesetze (ggfs. nur LK) Korrosion (ggfs. nur LK) o Säurekorrosion in Lokalelementen o Sauerstoffkorrosion (Rosten) o Korrosionsschutz

16 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite 16 B. Reaktionswege zur Herstellung von Stoffen in der organischen Chemie Halogenalkane in Technik und Umwelt o Bedeutung von Halogenalkanen im Alltag o Herstellung von Halogenalkanen o Radikalische Substitution an Alkanen o Elektrophile Addition an Alkene o Nucleophile Substitutionen an Alkanolen (nur LK) o Eliminierungsreaktionen Gefahren für Mensch und Umwelt o Direkte Gefahren für den Menschen o Gefahren für das Klima: Das Ozonloch o Weitere Gefahren für die Umwelt C. Analytische Verfahren zur Konzentrationsbestimmung Quantitative Bestimmung von Säuren in der Umwelt durch Titration o Grundlagen des Säure-Base Begriffs nach Brönsted o Autoprotolyse des Wassers o ph Wert, pk S Wert, pk B Wert o Indikatoren o Einfache Säurebestimmung Puffersysteme in Labor und Umwelt o Grundlagen des Pufferbegriffs o Titrationskurven o Praktische Ermittlung von Titrationskurven o Rechnerische Reproduktion (nur LK) o Titrationskurven für mehrprotonige Säuren (nur LK) o Puffersysteme in der Umwelt Umwelt und Lebensmittelanalytik mit Hilfe von Redoxtitrationen (nur LK) Umweltanalytik mit Hilfe der Fotometrie (ggfs. nur LK) o Grundlagen der Fotometrie o Fotometrische Schadstoffmessungen

17 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite 17 Qualifikationsphase (2. Jahr) Themenfeld A: Farbstoffe und Farbigkeit Einführung: Farbstoffe und Pigment o Physikalische Grundlagen der Farbigkeit o Die Natur des Lichts o Wechselwirkung von Licht und Materie o Photometrie o Molekülstruktur und Farbigkeit Das aromatische System o Das Mesomerie Modell am Beispiel des Benzols o Aromatische Systeme o Das aromatische System im Orbitalmodell mit: Aufbau der Atomhülle Molekülorbitale Bindung im Methanmolekül Bindung im Ethenmolekül Bindung im Benzolmolekül Die elektrophile aromatische Substitution (S E Ar) o Mechanismus dieser Reaktion o Zweitsubstitution Zusammenhang zwischen Molekülstruktur und Absorptionsverhalten o Grundlagen o Indikatorfarbstoffe Farbstoffklassen o Azofarbstoffe o Anthrachinonfarbstoffe (nur LK) o Triphenylmethanfarbstoffe (nur LK) Färbeverfahren o Färbeverfahren für Baumwolle (nur LK) o Färbeversuche

18 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite 18 Themenfeld C: Natürliche und synthetisches Werkstoffe Einführung o Typologie der Werkstoffe o Geschichte der Kunststoffe Klassifizierung der Kunststoffe o Eigenschaften von Kunststoffen o Kunststoffklassen Synthese von Kunststoffen o Polymerisation Polyethylen und andere Polymerisate Redoxfällungspolymerisation von Methacrylsäuremethylester (nur LK) und weitere Verfahren Elastomere, Copolymerisate o Polykondensation (Polyester, Polyamide,...) o Polyaddition Kunststoffe in der Praxis (ggfs. nur LK) o Verarbeitung von Kunststoffen o Recycling von Kunststoffen o Spezielle Anwendungen (überwiegend LK) o Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen o Klebstoffe o Elektrisch leitende Polymere o Superabsorbierende Polymere Proteine Zusammenfassende Übersicht: Vom Rohstoff zum Kunststoff (überwiegend LK) Themenfeld F: Komplexchemie (optional im LK) Grundlagen der Komplexchemie Reaktionen von Komplexen Farbigkeit von Übergangsmetallkomplexen

19 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite Stoffverteilungsplan für den Bereich Organische Chemie Jahrgangsstufe 9 Thema Energie aus chemischen Reaktionen o fossile Energieträger (Klassifikation, Aufarbeitung) o Automotor, Benzinqualitäten o Ersatzstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen (Biogas, Bioethanol, Biodiesel) Thema Organische Chemie o Alkane homologe Reihe, Molekülgeometrie Bedeutung einfache Bruttoreaktionsgleichungen (Verbrennung, Substitution) o Alkene, Alkine homologe Reihen, Molekülgeometrie Bedeutung Herstellung (Steamcracker) einfache Bruttoreaktionsgleichungen (Verbrennung, Addition, Polymerisation) o Alkanole alkoholische Gärung Alkohol und Gesundheit homologe Reihe o Alkansäuren Bedeutung Acidität o Alkansäureester Herstellung Reaktionsgleichungen (auch Biodieselherstellung) o Makromoleküle Bedeutung Verwertung von Kunststoffen

20 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite 20 Jahrgang EF (Einführungsphase) Thema Reaktionsfolgen aus der organischen Chemie o Alkane, Alkene, Alkine Wdh. S1-Stoff Crackvorgang (molekulare Ebene) Konstitutionsisomerie und Nomenklatur Struktur-Eigenschafts-Beziehungen (Siedepunkte, Löslichkeitsverhalten) o Alkanole Wdh. S1-Stoff Experiment zur alkoholischen Gärung Konstitutionsisomerie und Nomenklatur Struktur-Eigenschafts-Beziehungen (Siedepunkte, Löslichkeitsverhalten) o Alkanale und Alkanone Wdh. Oxidationszahlen Herstellung durch Oxidation primärer und sekundärer Alkanole -> Reaktionsgleichungen homologe Reihen Konstitutionsisomerie und Nomenklatur Struktur-Eigenschafts-Beziehungen (Siedepunkte, Löslichkeitsverhalten) Nachweise (Fehling, Tollens) -> Reaktionsgleichungen o Alkansäuren Wdh. S1-Stoff Herstellung (Reaktionsgleichungen) Nomenklatur Struktur-Eigenschafts-Beziehungen (Siedepunkte, Löslichkeitsverhalten) o Alkansäureester Wdh. S1-Stoff Reaktionen (Versesterung, Verseifung) komplexere Beispiele: Fette, Biodiesel, Acetylsalicylsäure) o Makromoleküle Struktur-Eigenschaftsbeziehungen: Thermoplaste, Duroplaste Polymerisation, Polykondensation (Bruttoreaktionen)

21 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite Stufenübergreifende Aspekte 3.1. Bewertungskriterien Beurteilungsbereich Sonstige Mitarbeit Die Basis der Leistungsbewertung ist die mündliche Mitarbeit der Schülerin / des Schülers im Unterricht. Dabei spielt sowohl die Quantität der Unterrichtsbeiträge als auch deren Qualität eine Rolle. Selbstverständlich zählen alle Leistungen zu diesem Bereich, welche in den unterschiedlichen Sozialformen des Unterrichts (Unterrichtsgespräch, Einzel-, Partner- und Gruppenarbeit,...) erbracht werden. In den stärker individualisierten Sozialformen (Einzel-, Partner- und Gruppenarbeit) nutzt die Lehrkraft besonders intensiv die Möglichkeit, schülerspezifische Stärken und Schwächen zu diagnostizieren. Auf dieser Basis werden den Kindern zusätzliche individuell abgestimmte Anregungen gegeben, welche der Erschließung bislang brach liegender Leistungsreserven dienen. Durch diese Vorgehensweise erhält die Lehrperson einen differenzierten und aussagekräftigen Eindruck vom Leistungsbild der einzelnen Schülerinnen und Schüler. Die Gewichtung der beiden Teilbereiche ( Quantität und Qualität ) ermittelt die Lehrperson auf der Basis ihres Gesamteindrucks, welcher aus ihrer / seiner Beurteilungskompetenz resultiert. Neben den kognitiven Leistungen gehen auch methodische Kompetenzen, die aus dem Verhalten der Schülerinnen und Schüler erkennbar werden, in die Bewertung ein. Eine mathematische Verrechnung explizit ausgewiesener Teilleistungen ist nicht sinnvoll. Ferner entspräche eine Ermittlung der Gesamtnote nach einer Methode, welche ausschließlich den Regeln der Arithmetik folgt, auch dem Geist der Richtlinien, da diese eine rein rechnerische Ermittlung von Gesamtnoten aus Teilnoten ausdrücklich verbieten. Darüber hinaus kann die Bewertung der sonstigen Mitarbeit durch Einbeziehung weiterer Teilleistungen ergänzt werden. Deren Stellenwert bei der Ermittlung der Zeugnisnote richtet sich nach dem Niveau und der Komplexität der Anforderungen. Eine mathematische Verrechnung einzelner Teilleistungen würde auch hier dem individuellen Leistungsprofil der Schülerinnen und Schüler nicht gerecht. Als weitere Teilleistungen kommen in Frage: schriftliche Übungen mündliche oder schriftliche Überprüfungen der Hausaufgaben, Heftführung Referate, Protokolle... Es steht der Lehrperson frei, weitere Teilleistungen einzufordern oder deren Einbringung anzubieten. Dabei ist stets den individuellen Fähigkeiten und Bedürfnissen der Schülerinnen und Schüler Rechnung zu tragen.

22 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite Beurteilungsbereich Klausuren Zur Konstruktion der Aufgaben (Struktur, Anforderungsbereiche) geben die gültigen Richtlinien differenzierte Hinweise, welche keiner Präzisierung bedürfen. Hinsichtlich der Punkte-Noten-Zuordnung wurde folgender Beschluss gefasst: % der Punkte: sehr gut 40 54,99%: ausreichend 70 84,99%: gut 20 39,99%: mangelhaft 55 69,99%: befriedigend unter 20%: ungenügend Für die Darstellungsleistung werden einige Punkte separat auswiesen (ca. 10% der Gesamtpunktzahl) Zuordnung von Leistungen zu Noten* Note Klasse 7 Klasse 8 Klasse 9 sehr gut gleichmäßig hohe und selbstständige Mitarbeit im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; sachgerechte und ausgewogene Beurteilung; eigenständige gedankliche Leistung als Beitrag zur Problemlösung; angemessene und richtige Verwendung von neu erlernten Fachbegriffen; vermittelte Fachkenntnisse und Methoden werden sicher beherrscht und angewendet; vollständiges, ordentliches Heft/Portfolio gleichmäßig hohe und selbstständige Mitarbeit im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; sachgerechte und ausgewogene Beurteilung; erkennbare Grundkenntnisse; eigenständige gedankliche Leistung als Beitrag zur Problemlösung; angemessene und richtige Verwendung von Fachbegriffen; vermittelte Fachkenntnisse und Methoden werden sicher beherrscht und angewendet; vollständiges, ordentliches Heft/Portfolio gleichmäßig hohe und selbstständige Mitarbeit im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; Erkennen eines Problems und dessen Einordnung in einen größeren Zusammenhang; sachgerechte und ausgewogene Beurteilung; fundierte Grundkenntnisse; eigenständige gedankliche Leistung als Beitrag zur Problemlösung; angemessene, klare sprachliche Darstellung und richtige Verwendung von Fachbegriffen; vermittelte Fachkenntnisse und Methoden werden sicher beherrscht und zielorientiert angewendet;vollständiges, ordentliches Heft/Portfolio

23 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite 23 gut befriedigend gleichmäßig hohe und selbstständige Mitarbeit im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; Verständnis schwierigerer Sachverhalte; Fähigkeit zur Problemerkennung; sachgerechte und angemessene Verwendung von neu erlernten Fachbegriffen; vermittelte Fachkenntnisse und Methoden werden beherrscht und angewendet; ansprechendes Heft/Portfolio insgesamt regelmäßig freiwillige Mitarbeit im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; im Wesentlichen richtige Wiedergabe einfacher Fakten und Zusammenhänge aus unmittelbar behandeltem Stoff; vermittelte Fachkenntnisse und Methoden werden überwiegend beherrscht und angewendet; gelegentlich selbstständige Anwendung von neu erlernten Fachbegriffen; weitestgehend ansprechendes Heft/Portfolio gleichmäßig hohe und selbstständige Mitarbeit im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; Verständnis schwierigerer Sachverhalte und deren Einordnung in den Gesamtzusammenhang des Themas; gute Grundkenntnisse; Fähigkeit zur Problemerkennung; sachgerechte und angemessene Verwendung von Fachbegriffen; vermittelte Fachkenntnisse und Methoden werden beherrscht und angewendet; ansprechendes Heft/Portfolio insgesamt regelmäßig freiwillige Mitarbeit im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; im Wesentlichen richtige Wiedergabe einfacher Fakten und Zusammenhänge aus unmittelbar behandeltem Stoff; solide Grundkenntnisse; vermittelte Fachkenntnisse und Methoden werden überwiegend beherrscht und angewendet; gelegentlich selbstständige Anwendung von Fachbegriffen; weitestgehend ansprechendes Heft/Portfolio gleichmäßig hohe und selbstständige Mitarbeit im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; Verständnis schwierigerer Sachverhalte und deren Einordnung in den Gesamtzusammenhang des Themas; gute Grundkenntnisse; Fähigkeit zur Problemerkennung; es sind Kenntnisse vorhanden, die über die Unterrichtsreihe hinausreichen; sachgerechte und angemessene Verwendung von Fachbegriffen; vermittelte Fachkenntnisse und Methoden werden beherrscht und angewendet; ansprechendes Heft/Portfolio insgesamt regelmäßig freiwillige Mitarbeit im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; im Wesentlichen richtige Wiedergabe einfacher Fakten und Zusammenhänge aus unmittelbar behandeltem Stoff; solide Grundkenntnisse; vermittelte Fachkenntnisse und Methoden werden überwiegend beherrscht und angewendet; gelegentliche Verknüpfung mit Kenntnissen des Stoffes der gesamten Unterrichtsreihe; gelegentlich selbstständige Anwendung von Fachbegriffen; weitestgehend ansprechendes Heft/Portf.

24 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite 24 ausreichend mangelhaft ungenügend nur gelegentlich freiwillige Mitarbeit im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; Äußerungen beschränken sich auf die Wiedergabe einfacher Fakten und Zusammenhänge aus dem unmittelbar behandelten Stoffgebiet und sind im Wesentlichen richtig; vermittelte Fachkenntnisse und Methoden werden mit Einschränkungen beherrscht; unvollständiges Heft/Portfolio überwiegend passives Verhalten im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; Äußerungen nach Aufforderung sind nur teilweise richtig; sehr lückenhafte Sach- und Methodenkompetenz; unvollständiges, unordentliches Heft/ Portfolio keine freiwillige Mitarbeit im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; Äußerungen nach Aufforderung sind falsch; nicht zu motivieren. nur gelegentlich freiwillige Mitarbeit im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; Äußerungen beschränken sich auf die Wiedergabe einfacher Fakten und Zusammenhänge aus dem unmittelbar behandelten Stoffgebiet und sind im Wesentlichen richtig; Grundkenntnisse in Einzelfällen abrufbar; vermittelte Fachkenntnisse und Methoden werden mit Einschränkungen beherrscht; unvollständiges Heft/Portfolio überwiegend passives Verhalten im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; Äußerungen nach Aufforderung sind nur teilweise richtig; sehr lückenhafte Sach- und Methodenkompetenz; defizitäre Grundkenntnisse; unvollständiges, unordentliches Heft/ Portfolio keine freiwillige Mitarbeit im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; Äußerungen nach Aufforderung sind falsch; nicht zu motivieren. * DIESE ZUORDNUNG WURDE MIT GERINGEN VERÄNDERUNGEN VOM VORSCHLAG DER FACHKONFERENZ RELIGION ÜBERNOMMEN nur gelegentlich freiwillige Mitarbeit im Unterricht; auch bei Schülerversuchen: Äußerungen beschränken sich auf die Wiedergabe einfacher Fakten und Zusammenhänge aus dem unmittelbar behandelten Stoffgebiet und sind im Wesentlichen richtig; fachliches Verständnis und Gebrauch von Fachbegriffen nur unter intensiver Anleitung; vermittelte Fachkenntnisse und Methoden werden mit Einschränkungen beherrscht und angewendet; unvollständiges Heft/Portfolio überwiegend passives Verhalten im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; Äußerungen nach Aufforderung sind nur teilweise richtig; sehr lückenhafte Sach- und Methodenkompetenz; defizitäre Grundkenntnisse; unvollständiges, unordentliches Heft/ Portfolio keine freiwillige Mitarbeit im Unterricht; auch bei Schülerversuchen; Äußerungen nach Aufforderung sind falsch; nicht zu motivieren.

25 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite Werteerziehung im Chemieunterricht In der Chemie werden die Schülerinnen und Schüler dazu angehalten, die Natur und die Mitmenschen mit Respekt und Achtung zu behandeln. Ihnen wird bewusst gemacht, dass die Welt nur Bestand hat, wenn verantwortungsvoll mit den gegebenen Ressourcen umgegangen wird. Sicherheit in der und durch die Technik spielt eine große Rolle in unserem Leben und wird im Unterricht bewusst gemacht. In der Klasse 7 wird beim Thema Wasser eingegangen auf vielfältige Aspekte der Umwelt: Schadstoffe in der Luft Ozonproblematik Treibhauseffekt und Klimawandel In der Klasse 8 wird beim Thema Die Welt der Mineralien und Metalle eingegangen auf: Salze und Salzbergwerke Metalle und Korrosion In der Klasse 9 wird beim Thema Zukunftssichere Energieversorgung- Energie aus chemischen Reaktionen eingegangen auf: Strom ohne Steckdose Alternative Stromgewinnung Nachwachsende Rohstoffe Diese Themen sind überall auf der Welt von Bedeutung. Nur wenn alle Menschen gleichgültig welcher Nationalität und Hautfarbe miteinander reden und arbeiten, kann unsere Erde sich in gesundem Rahmen weiterentwickeln und als Lebensraum für uns alle erhalten bleiben. Dabei leisten die Naturwissenschaften in der Schule einen nicht zu unterschätzenden Beitrag.

26 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite Aspekte des Umweltschutzes im Chemieunterricht Umweltrelevante Aspekte werden im Chemieunterricht der Sekundarstufe 1 umfassend behandelt. Zunächst einmal versetzt die Vermittlung fachsystematischer Kenntnisse und Fertigkeiten die Schülerinnen und Schüler in die Lage, umweltrelevante Probleme auf einem erhöhten Niveau zu verstehen und zu bewerten. Explizit spielen Umweltthemen in allen drei Schuljahren des Sekundarbereichs 1 eine Rolle: Im ersten Thema der Jahrgangsstufe 7 (Stoffe und Stoffveränderungen) wird die manuelle und die automatisierte Trennung von Hausmüll behandelt; dies stärkt die Alltagskompetenz der Schülerinnen und Schüler. Unter dem Thema Luft und Wasser werden die Kinder in die Lage versetzt, mit dem knappen Gut Trinkwasser verantwortungsvoll umzugehen: ferner erlernen sie die grundlegenden Zusammenhänge zwischen dem eigenen Verhalten und Umweltphänomenen wie der globalen Erderwärmung und dem sauren Regen. Im Verlauf der Jahrgangsstufe 8 werden den Schülerinnen und Schülern elementare Kenntnisse über den Einsatz von Streusalz und Düngemitteln vermittelt; dies geschieht im Rahmen des Themas Ionenbindung und Ionenkristalle. In diesem Zusammenhang werden auch die negativen Konsequenzen eines verantwortungslosen Umgang mit diesen Ressourcen intensiv besprochen. In der Jahrgangsstufe 9 spielen umweltrelevante Aspekte vor allem im Rahmen des Themas Energie aus chemischen Reaktionen eine Rolle. Auf der Basis einer umfassenden Bestandsaufnahme der gegenwärtigen Energienutzung werden die jungen Menschen in die Lage versetzt, Szenarien für eine zukunftssichere Energieversorgung auf der Basis regenerativer Energiequellen und träger zu entwerfen und zu bewerten.

27 Bischöfliches Pius-Gymnasium Aachen Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie (G8) Seite Außerschulische Kontakte In der Oberstufe wird regelmäßig mit Leistungskursen in der Chemie das Bayerwerk in Leverkusen besucht. Dort stellen die Schülerinnen und Schüler zum Thema Kunststoffe einen Artikel (z.b. einen Plastikbecher) her. Dabei müssen sie das gesamte Verfahren durchspielen: Abfrage bei den Verbrauchern Design Werbung Finanzen Herstellung Ein für die Schüler und Schülerinnen sehr einprägsames und interessantes Angebot.

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