Fachlehrplan Chemie Berufsmaturität Technik, Architektur, Life Sciences

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1 Fachlehrplan Chemie Berufsmaturität Technik, Architektur, Life Sciences 1. Allgemeine Bildungsziele Der naturwissenschaftliche Unterricht beinhaltet Biologie, Chemie und Physik und hat zum Ziel, die Neugier für alltägliche Phänomene zu wecken. Er schärft das Beobachten, Analysieren, Abstrahieren, Interpretieren und das logische Denken und befähigt die Lernenden zu deduktiven Gedankengängen. Der Unterricht orientiert sich an den drei Hauptbereichen Natur, Wissenschaft und Mensch: Natur: Die Lernenden werden mit den natürlichen Prozessen vertraut. Sie verfeinern ihre ganzheitliche Sicht dieser Prozesse und werden zu einem umweltbewussten Verhalten ermutigt. Wissenschaft: Die Lernenden werden an die stringente und exakte Denkweise der Wissenschaft sowie an die Methoden wissenschaftlichen Arbeitens herangeführt, wobei Experiment, Modellierung und Anwendung miteinander verbunden werden. Sie eignen sich das nötige Grundwissen an, um eigene Überlegungen zum Technologie und Umwelt anzustellen, mit Sicht auf eine nachhaltige Entwicklung. Mensch: Die Lernenden erkennen sich im Umgang mit den Naturwissenschaften selbst und erhalten Anhaltspunkte für die Gesunderhaltung des Menschen und seiner Umwelt. Der Chemieunterricht vermittelt grundlegende Einsichten in den Aufbau, die Eigenschaften und die Umwandlung von Stoffen und erweitert so die naturwissenschaftlichen Kenntnisse und das Weltbild der Lernenden. Besonders in der Beschäftigung mit dem Atom- und Molekülmodell lassen sich alltägliche Erscheinungen auf exemplarische Weise verstehen, darstellen und erklären. Der Chemieunterricht führt zur Einsicht in die wesentliche Bedeutung chemischer Produkte und chemischer Verfahren für die menschliche Existenz und unseren Lebensstandard. Der Chemieunterricht zeigt auf, in welcher Weise menschliche Tätigkeit in stoffliche Kreisläufe und Gleichgewichte der Natur eingebunden ist und sie beeinflusst. Er macht deutlich, wie sich Produktion und Verbrauch von Gütern auf die Umwelt auswirkt und zeigt die Notwendigkeit mit den Ressourcen verantwortungsvoll umzugehen. Gesamthaft vermittelt der Unterricht in den naturwissenschaftlichen Fächern den Lernenden die Grundlagen der Wissenschaftskultur und lässt das Verständnis für die Wichtigkeit und für die Bedeutung der Naturwissenschaften in ihren Beziehungen zu Gesellschaft, Technik, Umwelt, Wirtschaft und Politik reifen. Die Lernenden erwerben die notwendigen konzeptionellen Werkzeuge, um sich mit Ihresgleichen über Themen mit Wissenschaftsbezug auszutauschen und werden dadurch in gesellschaftlich bedeutsame Debatten eingeführt. Generell stehen die Naturwissenschaften im Zentrum technologischer Entwicklungen und ihrer Realisierung (Produktion, Nutzung, Entsorgung). Sie bieten eine vorzügliche Gelegenheit, auf interdisziplinäre Weise an Fragen der nachhaltigen Entwicklung heranzutreten. 2. Überfachliche Kompetenzen Die Lernenden werden in den folgenden überfachlichen Kompetenzen besonders gefördert: Reflexive Fähigkeiten: Phänomene untersuchen, verknüpfen und ganzheitlich betrachten; sich eine Meinung zu einem aktuellen bilden; ethische Fragen zum Verhältnis von Experimentalwissenschaften, Mensch und Umwelt diskutieren; kritische Auseinandersetzung mit den in den Medien verbreiteten Informationen Version: Seite 1/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

2 Sozialkompetenz: Aufgaben im Team erarbeiten Sprachkompetenz: Naturwissenschaftliche Fachbegriffe klar verstehen und präzise verwenden; einfache wissenschaftliche Texte verstehen und zusammenfassen; sich in verschiedenen Fachsprachen ausdrücken und diskutieren Interessen: Interesse und Neugier gegenüber wissenschaftlichen Fragen entwickeln; für Fragen zur Umwelt, Technologie, nachhaltigen Entwicklung und Gesundheit zugänglich sein Umgang mit Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT-Kompetenzen): Informationen zu wissenschaftlichen und insbesondere naturwissenschaftlichen Themen gezielt recherchieren 3. Empfohlene Lehrmittel Elemente Chemie, Klett, Chemie für die Berufsmaturität, Compendio, Fachgruppeninternes Skript 4. Lerngebiete, Teilgebiete und fachliche Kompetenzen Im Bereich Naturwissenschaften werden folgende fachlichen Grundkompetenzen entwickelt: das internationale Einheitssystem (SI) in physikalischen Berechnungen anwenden und die erforderlichen Umwandlungen von Einheiten durchführen. die Grössenordnung von Ergebnissen voraussehen und deren Relevanz abschätzen natürliche Phänomene mit Hilfe wissenschaftlicher Konzepte beschreiben. die in grafischen Darstellungen enthaltenen Informationen qualitativ interpretieren, insbesondere die Begriffe «Steigung» und «Integral». wissenschaftliche Modelle innerhalb ihres Anwendungsbereichs anwenden. eine naturwissenschaftliche Beobachtung selbstständig beschreiben Experimente selbstständig durchführen, auswerten und in einem Bericht darstellen technische Geräte mit Bezug zu den Unterrichtsfächern benutzen Im Bereich Chemie werden insbesondere folgende Fertigkeiten entwickelt: chemische Aspekte bei naturwissenschaftlichen Fragestellungen erkennen chemische Vorgänge beobachten, beschreiben und berechnen Arbeitshypothesen formulieren und überprüfen Laborarbeit aufgrund einer Vorschrift selbständig ausführen und Sicherheitsvorschriften anwenden Beobachtung und Interpretation unterscheiden Methoden und Resultate kritisch auswerten Verfassen von Versuchsprotokollen (sprachlich und graphisch) Korrektes und verantwortungsvolles Anwenden von Labormaterial Erfahrungen aus Beruf und Alltag und experimentelle Ergebnisse mit theoretischem Wissen verknüpfen Version: Seite 2/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

3 BM1 - dreijährige Ausbildung - Ausrichtung Technik, Architektur 5. Semester 40 Arbeitssicherheit 1 Arbeitssicherheit 1 Sicherheitsregeln Gefahrenkategorien (Sicherheitspiktogramme GHS, massgebliche physikalische Eigenschaften) Prävention und Intervention bei einem Chemieunfall Aufbau von Stoffen 1 34 Gemische und Trennungsverfahren Stoffeigenschaften (Aggregatzustand, Dichte, Farbe, Geruch, ) Allgemeines Teilchenmodell und Interpretierung der Stoffeigenschaften (Aggregatzustände, Wärmebewegung, Teilchenanziehung, Diffusion, Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Verdunsten) Reinstoffe und Gemische (Emulsion, Suspension, Gemenge, Lösung, Rauch, Schaum, Nebel, Legierung, homogen, heterogen, Element, Verbindung) Trennverfahren (Destillation, Extraktion, Filtration) Stoffeigenschaften Trennmethoden Atome und Elemente Typen, Anordnung und Eigenschaften von Elementarteilchen (Grösse, Masse) Aufbau von Atomen (Anzahl Elementarteilchen, elektrische Ladung, Atommasse) Isotope, mittlere Atommasse Stoffmenge, molare Masse, Avogadrokonstante Konzentrationsberechnungen (Mol- und Massenkonzentrationen) die Bildung von Ionen aus Atomen, Ionenschreibweise, Ionisierungsenergie Atommodelle (das Kern-Hülle-Modell als Ergebnis von Rutherfords Streuversuch, Bohr'sches Atommodell, Kugelwolkenmodell als Arbeitsmodell) Aufbau und Informationen des Periodensystems der Elemente (Hauptgruppennummer, Anzahl Valenzelektronen, Metalle/Nichtmetalle, Elektronegativität, Metallcharakter) Eigenschaften, Vorkommen, Gewinnung, Einsatzmöglichkeiten und Verwendungszweck ausgewählter Hauptgruppenelemente Radioaktivität (Strahlungsarten, Zerfallsreihe, Halbwertszeit) Prinzip der Kernspaltung und -fusion Version: Seite 3/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

4 Chemische Bindungen Merkmale der Elektronenpaar-, Ionen- und Metallbindung -, Salzen und Metallen Verhältnisformeln für Salze Summen- und Lewis-Formel für einfache anorganische und organischen Moleküle polare und unpolare Bindungen zwischenmol (Dipol-Dipol-Kräfte, Was-, Van der Waals-Kräfte) i- genschaften der Molekülverbindungen (Unterschiede von Siedetemperaturen, Löslichkeit) Eigenschaften der Salze (Schmelz- und Siedetemperaturen, Sprödigkeit, Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit) Eigenschaften der Metalle (Schmelz- und Siedetemperaturen, elektrische Leitfähigkeit, Duktilität, Härte, Legierungen) Sonderstellung des Kohlenstoffes; Diamant und Graphit Identifikation verschiedener Stoffe Löslichkeiten Organische Chemie 3 5 Grundlagen Anorganische von organischen Molekülen unterscheiden Stoffgruppen der organischen Chemie und ihre funktionellen Gruppen (Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Carbonsäuren) Herkunft und Bedeutung der Kohlenwasserstoffe Zeichnen von isomeren Strukturformeln anhand der Summenformel von organischen Molekülen überfachlicher Kompetenzen üfk (2) Schlussfolgerung, Unterscheidung Beobachtung/Interpretation (ohne Benotung) Version: Seite 4/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

5 BM1 - dreijährige Ausbildung - Ausrichtung Technik, Architektur 6. Semester 40 Chemische 2 40 Reaktionen Grundlagen chemische Reaktion als Umwandlung von Ausgangsstoff(en) in Produkt(e) Gesetz der Massenerhaltung Darstellung einfacher chemischer Reaktionen mit Hilfe einer Reaktionsgleichung Verbrennungsgleichungen von Kohlenwasserstoffen und Alkoholen Berechnungen: Massen und Volumen von Edukten und Produkten Energieumsetzungen bei chemischen Reaktionen (endotherm, exotherm, Aktivierungsenergie) Geschwindigkeit chemischer Reaktionen und deren Beeinflussung Funktionsweise eines Katalysators Chemisches Gleichgewicht (Beispiele, Einflussgrössen nach Le Chatelier) Nachweis Verhältnisse Säure-Base Base-Reaktionen aus dem Alltag Reaktionen Beispiele wichtiger Säuren und Basen ; Ampholyte Darstellung von -Base-Reaktionen in Wasser mit einer Reaktionsgleichung das allgemeine Prinzip der Neutralisationsreaktion wichtige Salze Unterscheidung starker und schwacher Säuren Anwendung der Säure-Base-Reihe ph-wert (Skala, Definition und Berechnung bei starken Säuren und Basen) Messung des ph-wertes mit Hilfe von Indikatoren Typische Säure-Base-Reaktionen aus folgenden Bereichen: - Saurer Regen - Entkalker Eigenschaften von Säuren und Basen ph-indikatoren Analyse des ph-werts alltäglicher Lösungen Version: Seite 5/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

6 Redoxreaktionen Redox-Reaktionen aus dem Alltag Definition von Oxidation und Reduktion Oxidationszahlen Bestimmung von Oxidations- und Reduktionsmittel Formulieren von Redoxgleichungen mit Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion Anwendung der elektrochemischen Spannungsreihe Typische Redoxreaktionen aus folgenden Bereichen: - Verbrennung - Metallgewinnung - Elektrolyse - Galvanisieren - Galvanisches Element (inkl. Spannungsberechnung) - Korrosion und Korrosionsschutz - Wirkungsweisen von Batterien und Akkumulatoren - Brennstoffzelle Verbrennungen Galvanisches Element Galvanisieren Version: Seite 6/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

7 BM1 - dreijährige Ausbildung - Ausrichtung Life Sciences 5. Semester 40 Arbeitssicherheit 1 Arbeitssicherheit Sicherheitsregeln Gefahrenkategorien (Sicherheitspiktogramme GHS, massgebliche physikalische Eigenschaften) Atombau, Periodensystem der Elemente und Bindungen Atombau und Periodensystem der Elemente (PSE) Chemische Bindungen Elektronenkonfigurationen der Elemente der 1. bis 7. Periode (Haupt- und Nebengruppenelemente) Energieniveauschema Emission von elektromagnetischen Wellen (z.b. Licht) von ausgewählte spektroskopische Methoden und ihre Anwendungsmöglichkeiten sp-, sp2- und sp 3 -hybridisierte C-Atome Unterschiede und Voraussage von Atom- und Ionenbindung Ionenbindungen mit kovalentem Anteil, Atombindung mit ionischem Anteil Bindungspolarisierungen und davon abgeleitete zwischen- (London, permanente und induzierte Di- - - ) elektrophile Reaktionsmechanismen Lewisformel, Keilstrichformel, Skelettformel, Grenzformeln, delokalisierte Elektronen bei Säuregruppen und weiteren ausgewählten Beispielen Löslichkeiten Version: Seite 7/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

8 Stöchiometrie 4 19 Stoffliche Zusammensetzung Elementaranalyse von Ver- bindungen Äquivalentkonzentration bei Neutralisationsreaktionen, Redoxreaktionen und bei Ionenreaktionen Ausgleich von Reaktionsgleichungen (Berücksichtigung der Erhaltung von Masse und Ladung) o- chemischer Reaktionen und Methoden organischen Redoxreaktionen (stöchiometrisch korrekte Darstellung) Nachweis Berechnungen Mol (Definition) - Pufferberechnungen (Puffergleichung) Lösungsgleichgewichte, Löslichkeitsprodukt Säure-Base-Effekte und Gleichgewichte (Teil 1) 5 5 Protonen- und Elektronen - tragungsreaktionen überfachlicher Kompetenzen üfk Säure-Base-Reaktionen nach Brönsted und Lewis Säure-Base-Gleichgewichte anhand er pks/pkb-werte ph-berechnungen von starken und schwachen Säuren und Basen basische oder sauer Reaktionen von Salzen in Wasser Eigenschaften von Säuren und Basen (2) Schlussfolgerung, Unterscheidung Beobachtung/Interpretation (ohne Benotung) Version: Seite 8/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

9 BM1 - dreijährige Ausbildung - Ausrichtung Life Sciences 6. Semester 40 Säure-Base-Effekte und Gleichgewichte (Teil 2) Protonen- und Elektronen - tragungsreaktionen Beeinflussung von Gleichgewichten Eigenschaften von Puffern, Beispiele von Puffersysteme Ablauf von Redox-Reaktionen anhand der Spannungsreihe Puffersysteme Prinzip von Le Chatelier (Repetition) Beeinflussung des Gleichgewichts von Reaktionen (nach dem Prinzip von Le Chatelier) Auswirkungen der Faktoren Oberflächenbeschaffenheit, Aggregatzustand, Konzentration, Temperatur und Katalysator auf die Reaktionsgeschwindigkeit Katalysatoren - Beispiele - technische und biologische Katalysatoren - Bedeutung - Selektivität Experimente zur Reaktionsgeschwindigkeit Katalyse Organische Chemie 6 30 Funktionelle Gruppen und Substanzklassen Beschreibung, Darstellung und IUPAC-Nomenklatur wichtiger Stoffklassen (Kohlenwasserstoffe, Halogenkohlenwasserstoffe, Aromatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Carbonsäure-Ester, Ether, Amine, Amide) Isomere (E, Z; cis, trans; R, S) Nachweisreaktionen Umwandlung von funktionellen Gruppen chemische Eigenschaften funktioneller Gruppen Umwandlung von funktionellen Gruppen (Reaktionsgleichungen aufstellen) nukleophile, elektrophile und radikalische Reaktionsmechanismen Vergleich chemischer Reaktionen mit biochemischen (z.b. Hydrolasen, Ligasen, etc.) Umwandlung von funktionellen Gruppen Version: Seite 9/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

10 Biologische Makromoleküle Zusammensetzung von Kohlenhydraten aus den Monomeren Fischer-Projektion und Haworth-Formel Enantiomerie, Diastereomerie, Anomerie bei Zuckern Nukleinsäuren - Zusammensatzung - Unterschied Ribose/Desoxyribose - Struktur - Funktionsweise Neutralfette - Aufbau - Funktion - uren Aufbau von Phospholipiden Proteine - Aufbau, Peptid-Bindung - Funktion - Proteinfaltung Nachweisreaktionen Nach Fett- Version: Seite 10/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

11 BM1 - vierjährige Ausbildung 5. Semester 20 Arbeitssicherheit 1 Arbeitssicherheit 1 Sicherheitsregeln Gefahrenkategorien (Sicherheitspiktogramme GHS, massgebliche physikalische Eigenschaften) Prävention und Intervention bei einem Chemieunfall Aufbau von Stoffen (Teil 1) 1 19 Gemische und Trennungsverfahren Atome und Elemente (Teil 1) überfachlicher Kompetenzen üfk Stoffeigenschaften (Aggregatzustand, Dichte, Farbe, Geruch, ) Allgemeines Teilchenmodell und Interpretierung der Stoffeigenschaften (Aggregatzustände, Wärmebewegung, Teilchenanziehung, Diffusion, Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Verdunsten) Reinstoffe und Gemische (Emulsion, Suspension, Gemenge, Lösung, Rauch, Schaum, Nebel, Legierung, homogen, heterogen, Element, Verbindung) Trennverfahren (Destillation, Extraktion, Filtration) Stoffeigenschaften Trennmethoden Typen, Anordnung und Eigenschaften von Elementarteilchen (Grösse, Masse) Aufbau von Atomen (Anzahl Elementarteilchen, elektrische Ladung, Atommasse) Isotope, mittlere Atommasse Stoffmenge, molare Masse, Avogadrokonstante Konzentrationsberechnungen (Mol- und Massenkonzentrationen) die Bildung von Ionen aus Atomen, Ionenschreibweise, Ionisierungsenergie Atommodelle (das Kern-Hülle-Modell als Ergebnis von Rutherfords Streuversuch, Bohr'sches Atommodell, Kugelwolkenmodell als Arbeitsmodell) Aufbau und Informationen des Periodensystems der Elemente (Hauptgruppennummer, Anzahl Valenzelektronen, Metalle/Nichtmetalle, Elektronegativität, Metallcharakter) Eigenschaften, Vorkommen, Gewinnung, Einsatzmöglichkeiten und Verwendungszweck ausgewählter Hauptgruppenelemente (2) Schlussfolgerung, Unterscheidung Beobachtung/Interpretation (ohne Benotung) Version: Seite 11/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

12 BM1 - vierjährige Ausbildung 6. Semester 20 Aufbau von Stoffen (Teil 2) Atome und Elemente (Teil 2) Chemische Bindungen Radioaktivität (Strahlungsarten, Zerfallsreihe, Halbwertszeit) Prinzip der Kernspaltung und -fusion Merkmale der Elektronenpaar-, Ionen- und Metallbindung -, Salzen und Metallen Verhältnisformeln für Salze Summen- und Lewis-Formel für einfache anorganische und organischen Moleküle polare und unpolare Bindungen (Dipol-Dipol-Kräfte, Was-, Van der Waals-Kräfte) i- genschaften der Molekülverbindungen (Unterschiede von Siedetemperaturen, Löslichkeit) Eigenschaften der Salze (Schmelz- und Siedetemperaturen, Sprödigkeit, Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit) Eigenschaften der Metalle (Schmelz- und Siedetemperaturen, elektrische Leitfähigkeit, Duktilität, Härte, Legierungen) Sonderstellung des Kohlenstoffes; Diamant und Graphit Identifikation verschiedener Stoffe Löslichkeiten Organische Chemie 3 5 Grundlagen Anorganische von organischen Molekülen unterscheiden Stoffgruppen der organischen Chemie und ihre funktionellen Gruppen (Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Carbonsäuren) Herkunft und Bedeutung der Kohlenwasserstoffe Zeichnen von isomeren Strukturformeln anhand der Summenformel von organischen Molekülen Version: Seite 12/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

13 BM1 - vierjährige Ausbildung 7. Semester 20 Chemische 2 20 Reaktionen (Teil 1) Grundlagen chemische Reaktion als Umwandlung von Ausgangsstoff(en) in Produkt(e) Gesetz der Massenerhaltung Darstellung einfacher chemischer Reaktionen mit Hilfe einer Reaktionsgleichung Verbrennungsgleichungen von Kohlenwasserstoffen und Alkoholen Berechnungen: Massen und Volumen von Edukten und Produkten Energieumsetzungen bei chemischen Reaktionen (endotherm, exotherm, Aktivierungsenergie) Geschwindigkeit chemischer Reaktionen und deren Beeinflussung Funktionsweise eines Katalysators Chemisches Gleichgewicht (Beispiele, Einflussgrössen nach Le Chatelier) Nachweis Säure-Base Base-Reaktionen aus dem Alltag Reaktionen (Teil 1) Beispiele wichtiger Säuren und Basen ; Ampholyte -Base-Reaktionen in Wasser mit einer Reaktionsgleichung das allgemeine Prinzip der Neutralisationsreaktion wichtige Salze Eigenschaften von Säuren und Basen Version: Seite 13/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

14 BM1 - vierjährige Ausbildung 8. Semester 20 Chemische Reaktionen (Teil 2) Säure-Base- Reaktionen (Teil 2) Unterscheidung starker und schwacher Säuren Anwendung der Säure-Base-Reihe ph-wert (Skala, Definition und Berechnung bei starken Säuren und Basen) Messung des ph-wertes mit Hilfe von Indikatoren Typische Säure-Base-Reaktionen aus folgenden Bereichen: - Saurer Regen - Entkalker ph-indikatoren Analyse des ph-werts alltäglicher Lösungen Redoxreaktionen Redox-Reaktionen aus dem Alltag Definition von Oxidation und Reduktion Oxidationszahlen Bestimmung von Oxidations- und Reduktionsmittel Formulieren von Redoxgleichungen mit Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion Anwendung der elektrochemischen Spannungsreihe Typische Redoxreaktionen aus folgenden Bereichen: - Verbrennung - Metallgewinnung - Elektrolyse - Galvanisieren - Galvanisches Element (inkl. Spannungsberechnung) - Korrosion und Korrosionsschutz - Wirkungsweisen von Batterien und Akkumulatoren - Brennstoffzelle Verbrennungen Galvanisches Element Galvanisieren Version: Seite 14/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

15 BM2 Vollzeit - Ausrichtung Technik, Architektur 1. Semester 40 Arbeitssicherheit 1 Arbeitssicherheit 1 Sicherheitsregeln Gefahrenkategorien (Sicherheitspiktogramme GHS, massgebliche physikalische Eigenschaften) Prävention und Intervention bei einem Chemieunfall Aufbau von Stoffen 1 34 Gemische und Trennungsverfahren Stoffeigenschaften (Aggregatzustand, Dichte, Farbe, Ge-, elektrische ) Allgemeines Teilchenmodell und Interpretierung der Stoffeigenschaften (Aggregatzustände, Wärmebewegung, Teilchenanziehung, Diffusion, Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Verdunsten) Reinstoffe und Gemische (Emulsion, Suspension, Gemenge, Lösung, Rauch, Schaum, Nebel, Legierung, homogen, heterogen, Element, Verbindung) Trennverfahren (Destillation, Extraktion, Filtration) Stoffeigenschaften Trennmethoden Atome und Elemente Typen, Anordnung und Eigenschaften von Elementarteilchen (Grösse, Masse) Aufbau von Atomen (Anzahl Elementarteilchen, elektrische Ladung, Atommasse) Isotope, mittlere Atommasse Stoffmenge, molare Masse, Avogadrokonstante Konzentrationsberechnungen (Mol- und Massenkonzentrationen) die Bildung von Ionen aus Atomen, Ionenschreibweise, Ionisierungsenergie Atommodelle (das Kern-Hülle-Modell als Ergebnis von Rutherfords Streuversuch, Bohr'sches Atommodell, Kugelwolkenmodell als Arbeitsmodell) Aufbau und Informationen des Periodensystems der Elemente (Hauptgruppennummer, Anzahl Valenzelektronen, Metalle/Nichtmetalle, Elektronegativität, Metallcharakter) Eigenschaften, Vorkommen, Gewinnung, Einsatzmöglichkeiten und Verwendungszweck ausgewählter Hauptgruppenelemente Radioaktivität (Strahlungsarten, Zerfallsreihe, Halbwertszeit) Prinzip der Kernspaltung und fusion Version: Seite 15/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

16 Chemische Bindungen Merkmale der Elektronenpaar-, Ionen- und Metallbindung Herstellung, -, Salzen und Metallen Verhältnisformeln für Salze Summen- und Lewis-Formel für einfache anorganische und organischen Moleküle polare und unpolare Bindungen z (Dipol-Dipol-Kräfte, Wasser, Van der Waals-Kräfte) Auswirkungen der z auf die Eigenschaften der Molekülverbindungen (Unterschiede von Siedetemperaturen, Löslichkeit) Eigenschaften der Salze (Schmelz- und Siedetemperaturen, Sprödigkeit, Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit) Eigenschaften der Metalle (Schmelz- und Siedetemperaturen, elektrische Leitfähigkeit, Duktilität, Härte, Legierungen) Sonderstellung des Kohlenstoffes; Diamant und Graphit Identifikation verschiedener Stoffe Löslichkeiten Organische Chemie 3 5 Grundlagen Anorganische von organischen Molekülen unterscheiden Stoffgruppen der organischen Chemie und ihre funktionellen Gruppen (Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Carbonsäuren) Herkunft und Bedeutung der Kohlenwasserstoffe Zeichnen von isomeren Strukturformeln anhand der Summenformel von organischen Molekülen überfachlicher Kompetenzen üfk (2) Schlussfolgerung, Unterscheidung Beobachtung/Interpretation (ohne Benotung) Version: Seite 16/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

17 BM2 Vollzeit - Ausrichtung Technik, Architektur 2. Semester 40 Chemische 2 40 Reaktionen Grundlagen chemische Reaktion als Umwandlung von Ausgangsstoff(en) in Produkt(e) Gesetz der Massenerhaltung Darstellung einfacher chemischer Reaktionen mit Hilfe einer Reaktionsgleichung Verbrennungsgleichungen von Kohlenwasserstoffen und Alkoholen Berechnungen: Massen und Volumen von Edukten und Produkten Energieumsetzungen bei chemischen Reaktionen (endotherm, exotherm, Aktivierungsenergie) Geschwindigkeit chemischer Reaktionen und deren Beeinflussung Funktionsweise eines Katalysators Chemisches Gleichgewicht (Beispiele, Einflussgrössen nach Le Chatelier) Nachweis Säure-Base Base-Reaktionen aus dem Alltag Reaktionen Beispiele wichtiger Säuren und Basen ; Ampholyte -Base-Reaktionen in Wasser mit einer Reaktionsgleichung das allgemeine Prinzip der Neutralisationsreaktion wichtige Salze Unterscheidung starker und schwacher Säuren Anwendung der Säure-Base-Reihe ph-wert (Skala, Definition und Berechnung bei starken Säuren und Basen) Messung des ph-wertes mit Hilfe von Indikatoren Typische Säure-Base-Reaktionen aus folgenden Bereichen: - Saurer Regen - Entkalker Eigenschaften von Säuren und Basen ph-indikatoren Analyse des ph-werts alltäglicher Lösungen Version: Seite 17/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

18 Redoxreaktionen Redox-Reaktionen aus dem Alltag Definition von Oxidation und Reduktion Oxidationszahlen Bestimmung von Oxidations- und Reduktionsmittel Formulieren von Redoxgleichungen mit Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion Anwendung der elektrochemischen Spannungsreihe Typische Redoxreaktionen aus folgenden Bereichen: - Verbrennung - Metallgewinnung - Elektrolyse - Galvanisieren - Galvanisches Element (inkl. Spannungsberechnung) - Korrosion und Korrosionsschutz - Wirkungsweisen von Batterien und Akkumulatoren - Brennstoffzelle Verbrennungen Galvanisches Element Galvanisieren Version: Seite 18/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

19 BM2 Vollzeit - Ausrichtung Life Sciences 1. Semester 40 Arbeitssicherheit 1 Arbeitssicherheit Sicherheitsregeln Gefahrenkategorien (Sicherheitspiktogramme GHS, massgebliche physikalische Eigenschaften Atombau, Periodensystem der Elemente und Bindungen Atombau und Periodensystem der Elemente (PSE) Chemische Bindungen Elektronenkonfigurationen der Elemente der 1. bis 7. Periode (Haupt- und Nebengruppenelemente) Energieniveauschema Emission von elektromagnetischen Wellen (z.b. Licht) von ausgewählte spektroskopische Methoden und ihre Anwendungsmöglichkeiten sp-, sp 2 - und sp 3 -hybridisierte C-Atome Unterschiede und Voraussage von Atom- und Ionenbindung Ionenbindungen mit kovalentem Anteil, Atombindung mit ionischem Anteil Bindungspolarisierungen und davon abgeleitete zwischen- (London, permanente und induzierte Di- - - ) elektrophile Reaktionsmechanismen Lewisformel, Keilstrichformel, Skelettformel, Grenzformeln, delokalisierte Elektronen bei Säuregruppen und weiteren ausgewählten Beispielen Löslichkeiten Version: Seite 19/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

20 Stöchiometrie 4 19 Stoffliche Zusammensetzung Elementaranalyse von Ver- bindungen Äquivalentkonzentration bei Neutralisationsreaktionen, Redoxreaktionen und bei Ionenreaktionen Ausgleich von Reaktionsgleichungen (Berücksichtigung der Erhaltung von Masse und Ladung) o- chemischer Reaktionen und Methoden organischen Redoxreaktionen (stöchiometrisch korrekte Darstellung) Nachweis Berechnungen Mol (Definition) - Pufferberechnungen (Puffergleichung) Lösungsgleichgewichte, Löslichkeitsprodukt Säure-Base-Effekte und Gleichgewichte (Teil 1) 5 5 Protonen- und Elektronen - tragungsreaktionen überfachlicher Kompetenzen üfk Säure-Base-Reaktionen nach Brönsted und Lewis Säure-Base-Gleichgewichte anhand er pks/pkb-werte ph-berechnungen von starken und schwachen Säuren und Basen basische oder sauer Reaktionen von Salzen in Wasser Eigenschaften von Säuren und Basen (2) Schlussfolgerung, Unterscheidung Beobachtung/Interpretation (ohne Benotung) Version: Seite 20/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

21 BM2 Vollzeit - Ausrichtung Life Sciences 2. Semester 40 Säure-Base-Effekte und Gleichgewichte (Teil 2) Protonen- und Elektronen - tragungsreaktionen Beeinflussung von Gleichgewichten Eigenschaften von Puffern, Beispiele von Puffersysteme Ablauf von Redox-Reaktionen anhand der Spannungsreihe Puffersysteme Prinzip von Le Chatelier (Repetition) Beeinflussung des Gleichgewichts von Reaktionen (nach dem Prinzip von Le Chatelier) Auswirkungen der Faktoren Oberflächenbeschaffenheit, Aggregatzustand, Konzentration, Temperatur und Katalysator auf die Reaktionsgeschwindigkeit Katalysatoren - Beispiele - technische und biologische Katalysatoren - Bedeutung - Selektivität Experimente zur Reaktionsgeschwindigkeit Katalyse Organische Chemie 6 30 Funktionelle Gruppen und Substanzklassen Beschreibung, Darstellung und IUPAC-Nomenklatur wichtiger Stoffklassen (Kohlenwasserstoffe, Halogenkohlenwasserstoffe, Aromatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Carbonsäure-Ester, Ether, Amine, Amide) Isomere (E, Z; cis, trans; R, S) Nachweisreaktionen Umwandlung von funktionellen Gruppen chemische Eigenschaften funktioneller Gruppen Umwandlung von funktionellen Gruppen (Reaktionsgleichungen aufstellen) nukleophile, elektrophile und radikalische Reaktionsmechanismen Vergleich chemischer Reaktionen mit biochemischen (z.b. Hydrolasen, Ligasen, etc.) Umwandlung von funktionellen Gruppen Version: Seite 21/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

22 Biologische Makromoleküle Zusammensetzung von Kohlenhydraten aus den Monomeren Fischer-Projektion und Haworth-Formel Enantiomerie, Diastereomerie, Anomerie bei Zuckern Nukleinsäuren - Zusammensatzung - Unterschied Ribose/Desoxyribose - Struktur - Funktionsweise Neutralfette - Aufbau - Funktion - Nachweismethoden Aufbau von Phospholipiden Proteine - Aufbau, Peptid-Bindung - Funktion - Proteinfaltung Nachweisreaktionen gesättigte und ungesättigte Fetturen Version: Seite 22/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

23 BM2 Teilzeit - Ausrichtung Technik, Architektur 1. Semester 40 Arbeitssicherheit 1 Arbeitssicherheit 1 Sicherheitsregeln Gefahrenkategorien (Sicherheitspiktogramme GHS, massgebliche physikalische Eigenschaften) Prävention und Intervention bei einem Chemieunfall Aufbau von Stoffen 1 34 Gemische und Trennungsverfahren Stoffeigenschaften (Aggregatzustand, Dichte, Farbe, Ge- ) Allgemeines Teilchenmodell und Interpretierung der Stoffeigenschaften (Aggregatzustände, Wärmebewegung, Teilchenanziehung, Diffusion, Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Verdunsten) Reinstoffe und Gemische (Emulsion, Suspension, Gemenge, Lösung, Rauch, Schaum, Nebel, Legierung, homogen, heterogen, Element, Verbindung) Trennverfahren (Destillation, Extraktion, Filtration) Stoffeigenschaften Trennmethoden Atome und Elemente Typen, Anordnung und Eigenschaften von Elementarteilchen (Grösse, Masse) Aufbau von Atomen (Anzahl Elementarteilchen, elektrische Ladung, Atommasse) Isotope, mittlere Atommasse Stoffmenge, molare Masse, Avogadrokonstante Konzentrationsberechnungen (Mol- und Massenkonzentrationen) die Bildung von Ionen aus Atomen, Ionenschreibweise, Ionisierungsenergie Atommodelle (das Kern-Hülle-Modell als Ergebnis von Rutherfords Streuversuch, Bohr'sches Atommodell, Kugelwolkenmodell als Arbeitsmodell) Aufbau und Informationen des Periodensystems der Elemente (Hauptgruppennummer, Anzahl Valenzelektronen, Metalle/Nichtmetalle, Elektronegativität, Metallcharakter) Eigenschaften, Vorkommen, Gewinnung, Einsatzmöglichkeiten und Verwendungszweck ausgewählter Hauptgruppenelemente Radioaktivität (Strahlungsarten, Zerfallsreihe, Halbwertszeit) Prinzip der Kernspaltung und fusion Version: Seite 23/30 BERUFSMATURITÄTSSCHULE