Synopse Chemie Saarland

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1 Synopse Chemie Saarland Klassenstufe 9, sprachlicher Zweig mit dem Unterrichtswerk ISBN: Schule: Lehrerin / Lehrer: Der neue saarländische Lehrplan für das Fach Chemie in den Klassenstufen 8 und 9 orientiert sich an den Bildungsstandards der KMK. Grundlage ist das Kompetenzmodell (s. Abbildung), das neben den inhaltsbezogenen Kompetenzbereichen ( ) auch prozessbezogene Kompetenzbereiche ( ) berücksichtigt. Der Lehrplan ist nach Themenfeldern gegliedert und enthält Kompetenzerwartungen aus dem Kompetenzbereich und aus den prozessbezogenen Kompetenzbereichen, die sehr detailliert beschrieben werden. Die Kompetenzerwartungen sind mithilfe von Operatoren formuliert, die im Anhang des Lehrplans erläutert werden. Nach der neuen Stundentafel vom 2. Juli 2012 blieb die Gesamtstundenzahl in den Klassenstufen 8 und 9 unverändert: Sie beträgt im sprachlichen Zweig vier Wochenstunden und im naturwissenschaftlichen Zweig sechs Wochenstunden. Allerdings beträgt die Stundenzahl in der Klassenstufe 8 im sprachlichen und im naturwissenschaftlichen Zweig nur jeweils zwei Wochenstunden. Diese Änderung war im vorläufig veröffentlichten Lehrplan noch nicht berücksichtigt. Die neuere Fassung des Lehrplans (Stand Oktober 2014) ist an die neue Stundentafel angepasst: Für beide Zweige sind in der Klassenstufe 8 die gleichen Themenfelder vorgesehen. In der Klassenstufe 9 werden im naturwissenschaftlichen Zweig acht Themenfelder behandelt (vier Wochenstunden), im sprachlichen Zweig nur fünf Themenfelder (zwei Wochenstunden). Die vorliegende Synopse zeigt, anhand welcher Kapitel des Unterrichtswerks die Kompetenzerwartungen des neuen Lehrplans erreicht werden können, und gibt zu jedem Themenfeld einen Vorschlag für die Stundenzahl. Vorschläge für fakultative Inhalte sind in kursiver Schrift hinzugefügt. Abbildung aus: Saarland, Ministerium für Bildung und Kultur: Lehrplan Chemie Gymnasium, Klassenstufen 8 und 9, naturwissenschaftlicher Zweig, Schuljahr 2012/13, Erprobungsphase 1

2 14 Themenfeld 9: Quantitative Betrachtungen von Stoffen und Reaktionen deuten den Begriff Molekülformel und vergleichen diesen mit dem Begriff Verhältnisformel, umschreiben den Begriff der Wertigkeit. beschreiben und erklären die Begriffe Verhältnis- und Molekülformel an verschiedenen Beispielen unter Verwendung des Teilchenmodells, ermitteln die Wertigkeit von Elementen in bekannten einfachen Verbindungen, stellen mit Hilfe der Wertigkeit einfache Formeln auf, entwickeln für einfache Reaktionen mit Hilfe der Wertigkeit die Reaktionsgleichung aus der Wortgleichung. 3.9 Die Verhältnisformel 4.5 Salze und molekulare Stoffe 5.8 Exkurs Quantitative Wassersynthese 3.10 Vom Reaktionsschema zur Reaktionsgleichung Basiskonzepte: Stoff-Teilchen- Beziehungen und Chemische Reaktion Definition der Wertigkeit im Lehrplan: Die Wertigkeit eines Elements gibt an, wie viele Wasserstoff-Atome ein Atom dieses Elements binden oder in einer Verbindung ersetzen kann. Der historische Begriff der Wertigkeit wird in nicht verwendet, nach dem saarländischen Lehrplan wird jedoch damit gearbeitet. Das Thema Wertigkeit kann anhand der CD-ROM Elemente Chemie Arbeitsblätter 1 (ISBN ) erarbeitet werden. Unter dem Thema Quantitative Beziehungen sind die folgenden Arbeitsblätter geeignet: - Wertigkeit und Formel - Wir üben das Aufstellen von Formeln - Formel und Reaktionsgleichung - Wir stellen Reaktionsgleichungen auf 2

3 umschreiben den Begriff Stoffmenge, nennen den Zusammenhang zwischen der Stoffmenge (n) und der Teilchenanzahl (N) über die Avogadro- Konstante (NA). leiten aus dem Zusammenhang zwischen Masse (m) und Stoffmenge (n) die molare Masse (M) und aus dem Volumen (V) und der Stoffmenge (n) das molare Volumen(Vm) her, ermitteln und berechnen die molare Masse (M) verschiedener Stoffe aus bekannten Tabellenwerken, berechnen mit Hilfe des molaren Volumens (Vm) und der Dichte eines unbekannten Gases die molare Masse (M) und damit die Teilchenmasse des Gases, interpretieren Reaktionsgleichungen über die Stoffmenge Massenberechnungen 3.12 Masse und Teilchenzahl 3.13 Durchblick 5.7 Exkurs Volumen und Teilchenanzahl von Gasen (insbesondere Aufgabe A1) Hilfreich ist auch der Überlick Umgang mit Größen und Einheiten (S. 364). Aus der CD-ROM Elemente Chemie Arbeitsblätter 1 (ISBN ) unter dem Thema Quantitative Beziehungen ist das folgende Arbeitsblatt geeignet: - Rechnen in der Chemie 3

4 21 Themenfeld 10: Elementgruppen des Periodensystems nennen spezifische Stoffeigenschaften der Alkalimetalle (Flammenfarbe, elektrische Leitfähigkeit, metallischer Glanz, Härte, Dichte, Affinität zu Sauerstoff sowie Schmelz-und Siedetemperatur), beschreiben Experimente zur Herstellung einer Alkali-Lauge aus einem Alkalimetall und Wasser sowie aus Alkalimetalloxiden und Wasser. planen Experimente zur Identifizierung der Alkalimetalle und ihrer Verbindungen und führen diese gegebenenfalls durch, ordnen die Alkalimetalle nach ihrer Reaktionsfähigkeit mit Luft und Wasser, vergleichen die Eigenschaften der Alkalimetalle in einer Übersichtstabelle, erkennen das Einordnungsschema in Hauptgruppen, 6.1 Alkalimetalle eine Elementgruppe 9.5 Gemeinsamkeiten alkalischer Lösungen 9.6 Praktikum Untersuchung eines Abflussreinigers 9.7 Praktikum Formeln von Hydroxiden Basiskonzepte: Stoff-Teilchen- Beziehungen und Struktur- Eigenschaften-Beziehungen deuten die Beobachtung der Reaktionen und formulieren Reaktionsgleichungen, recherchieren Vorkommen, Verwendung und Bedeutung von Natronlauge und Natriumhydroxid im Alltag, umschreiben die Begriffe Hydroxid, Base und Lauge. 4

5 nennen spezifische Stoffeigenschaften der Erdalkalimetalle (Flammenfarbe, elektrische Leitfähigkeit, metallischer Glanz, Dichte, sowie Schmelz- und Siedetemperatur), beschreiben Experimente zur Herstellung einer Erdalkali-Lauge aus dem Erdalkalimetall und Wasser sowie aus Erdalkalimetalloxiden und Wasser. planen Experimente zur Identifizierung der Erdalkalimetalle und ihrer Verbindungen und führen diese durch, ordnen die Erdalkalimetalle nach ihrer Reaktionsfähigkeit mit Luft und Wasser, formulieren die Reaktionsgleichungen für die Reaktion mit Luft und Wasser, deuten die Beobachtung der Reaktionen und formulieren Reaktionsgleichungen, 7.4 Natriumchlorid und andere Ionenverbindungen (Exkurs Erdalkalimetalle) 9.5 Gemeinsamkeiten alkalischer Lösungen 9.7 Praktikum Formeln von Hydroxiden 15.4 Rund um den Kalk 15.7 Durchblick (B2, Der Kalk-Kreislauf) Aus der CD-ROM Elemente Chemie Arbeitsblätter 2 (ISBN ) unter dem Thema Alkali- und Erdalkalimetalle sind die folgenden Arbeitsblätter geeignet: - Was hat Calcium mit den Alkalimetallen gemeinsam? - Reaktion von Oxiden mit Wasser vergleichen die Eigenschaften der Erdalkalimetalle in einer Übersichtstabelle, recherchieren Vorkommen, Verwendung und Bedeutung von Calcium. 5

6 nennen spezifische Stoffeigenschaften der Halogene am Beispiel Chlor (Farbe, Geruch, Aggregatzustand, Giftigkeit, Dichte, Reaktionsfähigkeit sowie Schmelz- und Siedetemperatur), beschreiben ein Experiment zur Herstellung von Halogenwasserstoffen aus den Elementen. recherchieren Vorkommen, Bedeutung und Verwendung von Chlor, leiten aus experimentell gewonnenen Daten den bimolekularen Aufbau von Chlor her, berechnen die molare Masse eines Halogens mit Hilfe der Dichte, vergleichen die Eigenschaften der Halogene in einer Übersichtstabelle, schließen aus den experimentellen Ergebnissen auf die Formel von Halogenwasserstoffen und formulieren die Reaktionsgleichung, stellen aus Chlorwasserstoff Salzsäure her und leiten die Formel ab, recherchieren Eigenschaften und Verwendung von Salzsäure, stellen eine Übersichtstabelle über die Halogenwasserstoffe und Halogenwasserstoffsäuren auf, deuten den Säurewasserstoff als charakteristisches Merkmal von Säuren, unterscheiden die Begriffe Halogenwasserstoff und Halogenwasserstoffsäure miteinander, recherchieren den Begriff MAK-Wert im Bereich des Arbeits- und Umweltschutzes und schließen auf den besonderen Umgang mit diesen Stoffen, 7.1 Eigenschaften der Halogene 9.1 Salzsäure und Chlorwasserstoff Die Hauptgruppe der Edelgase wurde bereits im Themenfeld 6 Die Luft (Klassenstufe 8) behandelt. Die molare Masse eines Halogens kann anhand einer analogen Aufgabe wie Kap. 5.7, A1 hergeleitet werden. Der Begriff Säurewasserstoff wird in nicht verwendet, stattdessen wird mit dem hydratisierten H 3 O + -Ion gearbeitet. Dies kann aber entsprechend thematisiert und erklärt werden. (Vgl. auch Hinweis zu H + bzw. H 3 O + beim Themenfeld.Eigenschaften wässriger Lösungen ) Die MAK-Werte wurden mit der neuen Gefahrstoffverordnung durch Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW nach TRGS 900) ersetzt. Diese können im Internet recherchiert werden. Aus der CD-ROM Elemente Chemie Arbeitsblätter 2 (ISBN ) sind die folgenden Arbeitsblätter geeignet: - Die Geschichte des Chlors - Der Arbeitsplatzgrenzwert für Gefahrstoffe 6

7 beschreiben und erklären ein Experiment zur Neutralisation, führen Neutralisationsexperimente selbstständig durch, 9.3 Saure Lösungen und Salzbildungen Basiskonzepte: Chemische Reaktionen und Stoff-Teilchen-Beziehungen stellen Reaktionsgleichungen von Alkali- bzw. Erdalkalihydroxiden mit Halogenwasserstoffsäuren auf. erklären Salze als Verbindung aus Metallkomponente (Baserest) und Säurerest, wenden die Nomenklaturregeln auf die Benennung binärer Salze an. 9.9 Die Neutralisation 7.2 Halogene sind Salzbildner (nur bis S. 147 oben ) In wird die Neutralisation bereits mit Ionengleichungen besprochen. Man kann entweder die Ionenbildung zuerst besprechen oder die Schüler darauf hinweisen, dass die Ionengleichungen zunächst ausgespart werden. nennen Trivialnamen im Alltag vorkommender Halogenide, beschreiben Nachweisreaktionen auf Halogenide. recherchieren Vorkommen und Bedeutung wichtiger im Alltag vorkommender Halogenide, erschließen aus Experimenten Kennzeichen salzartiger Stoffe (relativ hohe Schmelz- und Siedetemperaturen, Sprödigkeit, relativ große Härte, häufig gute Wasserlöslichkeit, elektrische Leitfähigkeit der wässrigen Lösungen), planen Experimente zur Identifizierung von Halogeniden und führen diese durch. 7.2 Halogene sind Salzbildner 7.7 Impulse Geschichte der Salzgewinnung 7.8 Impulse Salz 7.9 Eigenschaften von Ionenverbindungen Das Vorkommen und die Bedeutung wichtiger Halogenide kann im Internet recherchiert werden. Der Punkt planen Experimente... und führen diese durch wird durch Kap. 7.2, V7 und A3 abgedeckt. Zu Kap. 7.9: Kennzeichen salzartiger Stoffe sollten im Zusammenhang mit der Ionenbindung behandelt werden, da dort auch die Gitterstruktur als Voraussetzung der Eigenschaften behandelt wird. 10 Themenfeld 11: Eigenschaften wässriger Lösungen 7

8 beschreiben und deuten ein Experiment zur Ionenwanderung, umschreiben den Ionenbegriff, geben die Ladung wichtiger Ionen an (Wasserstoff-, Alkali-, Erdalkali-, Säurerest- und Hydroxid-Ionen), beschreiben und deuten ein Experiment zur elektrischen Leitfähigkeit von Salzschmelzen, erstellen die Dissoziationsgleichungen von Säuren, Salzen und Hydroxiden, beschreiben Säuren und Hydroxide (Basen) im Sinne von Arrhenius. planen Experimente zur Untersuchung der elektrischen Leitfähigkeit von Säure-, Base- und Salzlösungen und führen diese durch, leiten aus Experimenten die Dissoziation von Säuren, Laugen und Salzen in die entsprechend geladenen Ionen ab, erweitern den Salzbegriff als Verbindungen, die in der Regel aus Ionengittern mit Metall-Ionen und Säurerest-Ionen bestehen. 7.3 Ionen in wässrigen Lösungen 7.4 Natriumchlorid und andere Ionenverbindungen (insbesondere S. 151) 7.5 Das Natriumchloridgitter 7.11 Elektronenübergänge bei Elektrolysen 7.13 Praktikum Vergolden eines Kupfergegenstandes Durchblick (B1, Wichtige Säuren und ihre Salze) 9.2 Gemeinsamkeiten saurer Lösungen 9.5 Gemeinsamkeiten alkalischer Lösungen Basiskonzept: Struktur-Eigenschaften- Beziehungen Im Lehrplan ist vorgesehen, zuerst Ionen zu behandeln, danach den Atombau und dann auf die Ionenbindung einzugehen. In wird zunächst der Atombau besprochen und danach die Bildung von Ionen. Diese Reihenfolge ermöglicht eine bessere Verzahnung zwischen Buch und Lehrplan, da im Buch die Ladung der Ionen mit dem Atombau und der Abgabe bzw. Aufnahme von Elektronen erklärt wird. Denkbar ist auch, den Atombau nach den Alkalimetallen zu besprechen und die Ionen mit den Halogonen zu koppeln, so wie es im vorgesehen ist. Die verbindlichen Inhalte des Lehrplans werden so auch abgedeckt. geht vom Säure- Base-Konzept nach Brönsted aus. Die CD-ROM Elemente Chemie Arbeitsblätter 2 (ISBN ) beinhaltet ein Arbeitsblatt, dass den Begriff nach Arrhenius darstellt: Die historische Entwicklung des Säure-Base- Begriffs. Hier wird erläutert, warum es freie H + -Ionen in wässrigen Lösungen nicht gibt. Man kann so erklären, warum in immer mit dem H 3 O + -Ion gearbeitet wird. Aus der CD-ROM Elemente Chemie Arbeitsblätter 2 ist außerdem ein Arbeitsblatt einsetzbar, das den Begriff Säurerest verwendet: Wichtige Säuren und ihre Salze im Überblick. 8

9 14 Themenfeld 12: Bau der Materie beschreiben den Aufbau eines Atoms aus Atomhülle und Atomkern, nennen die Elementarteilchen und vergleichen sie in Ladung und Masse, nennen für das Atom eines Elementes die Namen der Elementarteilchen, definieren die Begriffe Isotop, Ordnungszahl, Nukleonenzahl und Massenzahl, erläutern den Schalenaufbau der Atomhülle und definieren den Begriff Valenzelektron, beschreiben den Aufbau des PSE aus Gruppen (Elementfamilien) und Perioden, erläutern den Rutherford- Streuversuch, ermitteln mit Hilfe der Massen- und Ordnungszahl die Elementarteilchen eines Atoms, leiten aus den Ionisierungsenergien den Schalenaufbau der Atomhülle ab, schließen vom Atombau der Elemente auf den Aufbau des PSE, stellen einen Zusammenhang zwischen Elektronenkonfiguration und den chemischen Eigenschaften typischer Hauptgruppenmetalle und Nichtmetallen dar. 6.4 Das Kern-Hülle-Modell 6.5 Der Atomkern 6.6. Exkurs Isotope 6.8 Atomhülle Abspaltung von Elektronen 6.9 Energiestufen- und Schalenmodell der Atomhülle 6.10 Atombau und Periodensystem 6.11 Durchblick 7.4 Natriumchlorid und andere Ionenverbindungen (insbesondere Abschnitt Ionenladung und Edelgasregel ) Basiskonzepte: Struktur-Eigenschaften- Beziehungen und Stoff-Teilchen- Beziehungen beschreiben den Begriff Edelgaskonfiguration. 9

10 10 Themenfeld 13: Chemische Bindung erklären durch Anwendung des Atommodells die Bildung von Ionen aus Atomen, beschreiben die Ausbildung eines Ionengitters aus entgegengesetzt geladenen Ionen. erklären die Eigenschaften von Salzen mit Hilfe eines Gittermodells, leiten aus experimentellen Daten typische Eigenschaftskombinationen der Salze ab (kristalliner Bau, Sprödigkeit, hohe Schmelz- und Siedetemperatur, häufig gute Wasserlöslichkeit, elektrische Leitfähigkeit von Schmelzen und wässrigen Lösungen). 7.4 Natriumchlorid und andere Ionenverbindungen 7.5 Das Natriumchloridgitter 7.9 Eigenschaften von Ionenverbindungen Basiskonzepte: Struktur-Eigenschaften- Beziehungen und Stoff-Teilchen- Beziehungen erklären durch Anwendung des Atommodells die Atombindung durch Ausbildung gemeinsamer Elektronenpaare, unterscheiden zwischen Verhältnisund Molekülformel. entwickeln von einfachen Molekülen die Valenzstrichformel mit bindenden und nichtbindenden Elektronenpaaren. 8.1 Die Bindung in Molekülen 8.9 Durchblick (Anfang) 10