Schulinternen Lehrplan zum Kernlehrplan für die Sekundarstufe I am Phoenix Gymnasium. Chemie

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1 Schulinternen Lehrplan zum Kernlehrplan für die Sekundarstufe I am Phoenix Gymnasium Chemie 1

2 Inhaltsfelder Mögliche Kontexte Konzeptbezogene Kompetenzen: (Inhaltsdimension) Basiskonzepte: Chemische Reaktion (CR), Struktur der Materie, Energie (E) Sicherheit im Chemieunterricht Einführung in das experimentelle Arbeiten Stoffe und Stoffveränderungen Richtlinien zur Sicherheit im Unterricht an allgemeinbildenden Schulen in NordrheinWestfalen (RISU-NRW) Verhalten in Notfällen Verhaltensregeln im Chemie- Raum Gefahrensymbole Umgang mit dem Gasbrenner Benennung, Funktion und Handhabung von ausgewählten Laborgeräten Speisen und Getränke alles Chemie? Die Schülerinnen und Schüler haben die Basiskonzepte so weit entwickelt, dass sie Jahrgangsstufe 7 Prozessbezogene Kompetenzen: (Handlungsdimension) Kommunikation (K) Erkenntnisgewinn (E) Bewertung (B) Die Schülerinnen und Schüler beobachten und beschreiben Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. (E) erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind (E) analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch Kriterien geleitetes Vergleichen (E) führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese (E) Gemische und Reinstoffe Was ist drin? Wir Zwischen Gegenstand und Stoff unterscheiden stellen Hypothesen auf, planen geeignete 2

3 Stoffeigenschaften untersuchen Lebensmittel, Getränke und ihre Bestandteile (z.b. Zucker, Mehl, Kartoffel, Brausepulver, Cola, Schokolade /Schokoriegel Tütensuppe, ) Ordnungsprinzipien für Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften und Zusammensetzung nennen, beschreiben und begründen: Reinstoffe, Gemische; Elemente (z.b. Oxide, Salze, organische Stoffe) Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren (z.b. Farbe, Geruch, Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit, Schmelz- und Siedetemperatur, Aggregatzustände, Brennbarkeit) Stoffe aufgrund von Stoffeigenschaften (z.b. Löslichkeit, Dichte, Verhalten als Säure bzw. Lauge) bezüglich ihrer Verwendungsmöglichkeiten bewerten Saure und alkalische Lösungen mit Hilfe von Indikatoren nachweisen. Die Aggregatzustandsänderungen unter Hinzuziehung der Anziehung von Teilchen deuten Energie gezielt einsetzen, um den Übergang von Aggregatzuständen herbeizuführen (z.b. im Zusammenhang mit der Trennung von Stoffgemischen). Siede- und Schmelzvorgänge energetisch beschreiben (E) Stoffeigenschaften zur Trennung einfacher Stoffgemische nutzen Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus (E) stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab (E) planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit auch als Team (K) beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache, ggf. m.h. von Modellen und Darstellungen (K) dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung elektronischer Medien, in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen. (K) Veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln (K) Protokollieren den Verlauf und die Ergebnisse von Untersuchungen und Diskussionen in angemessener Form (K) Stofftrennverfahren Wir verändern Lebensmittel durch Kochen oder Backen Stoffumwandlungen herbeiführen(cr) 3 Recherchieren zu chemischen Sachverhalten in unterschiedlichen Quellen und wählen themenbezogene und

4 Kennzeichen chemischer Reaktionen. Stoffumwandlungen beobachten und beschreiben (CR) Chemische Reaktionen an der Bildung von neuen Stoffen mit neuen Eigenschaften erkennen, und diese von der Herstellung bzw. Trennung von Gemischen unterscheiden (CR) Chemische Reaktionen von Aggregatzustandsänderungen abgrenzen (CR) aussagekräftige Informationen aus (K) Binden chemische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an. (B) Nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusammenhänge (B) Einfache Teilchenvorstellung Chemische Reaktionen als Umgruppierung von Atomen beschreiben Stoffe aufgrund ihrer Zusammensetzung und Teilchenstruktur ordnen Atome als kleinste Teilchen von Stoffen benennen Erkennen Fragestellungen, die einen engen Bezug zu anderen Unterrichtsfächern aufweisen und zeigen diese Bezüge auf (B) beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Informationen kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten (B) Einfache Modelle zur Beschreibung chemischer Reaktionen nutzen beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit. (B) Lösungsvorgänge und Stoffgemische auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung beschreiben Die Teilchenstruktur ausgewählter Stoffe/Aggregate mithilfe einfacher Modelle beschreiben (Wasser, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid, Metalle, Oxide) Einfache Atommodelle zur Beschreibung chemischer Reaktionen nutzen. Nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusammenhänge. (B) Beschreiben und bewerten an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt. (B) 4

5 Stoff- und Energieumsätze bei chemische Reaktionen Reaktionsschemata (in Worten) Oxidation Elemente und Verbindungen Exotherme und endotherme Reaktionen Aktivierungsenergie Gesetz von der Erhaltung Brände und Brandbekämpfung Feuer und Flamme Brände und Brennbarkeit Die Kunst des Feuerlöschens Verbrannt ist nicht vernichtet chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Wortformulierungen beschreiben (CR) Stoffumwandlungen in Verbindung mit Energieumsätzen als chemische Reaktion deuten (CR) Verbrennung als Reaktion mit Sauerstoff (Oxidation) deuten, bei denen Energie freigesetzt wird (CR). Das Prinzip der Gewinnung nutzbarer Energie durch Verbrennung erläutern (E) Vergleichende Betrachtungen zum Energieumsatz führen (E) Erläutern, dass bei chemischen Reaktionen immer Energie aufgenommen oder abgegeben wird (E) Energetische Erscheinungen bei exothermen chemischen Reaktionen auf die Umwandlung eines Teils der in Stoffen gespeicherten Energie in Wärmeenergie zurückzuführen, bei endothermen Reaktionen den umgekehrten Vorgang erkennen (E) Erläutern, dass zur Auslösung einiger chemischer Reaktionen Aktivierungsenergie nötig ist, und die Funktion eines Katalysators deuten (E) Chemische Reaktionen energetisch differenziert beschreiben, z.b. mit Hilfe eines Energiediagramms (E) Den Erhalt der Masse bei chemischen Reaktionen 5

6 der Masse Analyse und Synthese durch die konstante Atomanzahl erklären (CR) Die Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen am Beispiel der Bildung und Zersetzung von Wasser beschreiben (CR) Luft und Wasser Luftzusammensetzung Luftverschmutzung saurer Regen Wasser als Oxid Nachweisreaktionen Lösungen und Gehaltsangaben Abwasser und Wiederaufbereitung Metalle und Metallgewinnung Gebrauchsmetalle Reduktion/Oxidation Gesetz der konstanten Massenverhältnisse Recycling Nachhaltiger Umgang mit Ressourcen Luft zum Atmen Treibhauseffekt durch menschliche Eingriffe Bedeutung des Wassers als Trink- und Nutzwasser; Gewässer als Lebensräume Aus Rohstoffen werden Gebrauchsgegenstände Das Beil von Ötzi Vom Eisen zum Hightechprodukt Stahl Schrott Abfall oder Rohstoff Das Verbrennungsprodukt Kohlenstoffdioxid identifizieren und dessen Verbleib in der Natur diskutieren (CR) Beschreiben, dass die Nutzung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung einhergeht mit der Entstehung von Luftschadstoffen und damit verbundenen negativen Umwelteinflüssen (z.b. Treibhauseffekt, Wintersmog) (CR) Chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benutzen (Glimmspanprobe, Knallgasprobe, Kalkwasserprobe, Wassernachweis)(CR) Redoxreaktionen nach dem Donator-Akzeptor- Prinzip als Reaktionen deuten, bei denen Sauerstoff abgegeben und vom Reaktionspartner aufgenommen wird (CR) Kenntnisse über Reaktionsabläufe nutzen, um die Gewinnung von Stoffen zu erkären (z.b. Verhüttungsprozess) (CR) 6

7 Elementfamilien, Atombau und Periodensystem Alkali-und Erdalkalimetalle Halogene Nachweisreaktionen Böden und Gesteine- Vielfalt und Ordnung aus tiefen Quellen oder natürliche Baustoffe Streusalz und Dünger wie viel verträgt der Boden? Jahrgangsstufe 8 Aufbauprinzipien des Periodensystems der Elemente beschreiben und als Ordnungs- und Klassifikationsschema nutzen, Haupt- und Nebengruppen unterscheiden. Die für die Jahrgangsstufe 7 beschriebenen prozessbezogenen Kompetenzen werden in den Jahrgangsstufen 8 und 9 altersentsprechend Beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells (B) Kern-Hüll-Modell Elementarteilchen Atomsymbole Atome mithilfe eines einfachen Kern-Hülle-Modells darstellen und Protonen, Neutronen als Kernbausteine benennen sowie die Unterschiede zwischen Iosotopen erklären. Entwickeln aktuelle und lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung fachwissenschaftlicher Erkenntnisse der Chemie beantwortet werden können. (B) Schalenmodell und Besetzungsschema Periodensystem Atomare Masse, Isotope Diskutieren und bewerten gesellschaftsrelevante Aussagen aus unterschiedlichen Perspektiven, auch unter dem Aspekt der nachhaltigen Entwicklung. (B) Ionenbindung und Ionenkristalle Argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig (K) Leitfähigkeit von Salzlösungen Ionenbildung und Bindung Salzkristalle Chemische Formelschreibweise und Reaktionsgleichungen Stoffe durch Formeln und Reaktionsgleichungen beschreiben und dabei in qualitativen Aussagen die Stoffmenge benutzen und einfache stöchiometrische Vertreten ihre Standpunkte zu chemischen Sachverhalten und reflektieren Einwände selbstkritisch. (K) Beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsinhalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien.(K) 7

8 Freiwillige und erzwungene Elektronenübertragungen Metalle schützen und veredeln Berechnungen durchführen. (CR) Zusammensetzung und Struktur verschiedener Stoffe mit Hilfe von Formelschreibweisen darstellen (Summen-;Strukturformeln, Iosmere) Recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationenkritisch aus. (E) Oxidation als Energieübertragungsreaktion Dem Rost auf der Spur Unedel dennoch stabil Wasser als Reaktionspartner Elektrochemische Reaktionen (Elektrolyse und elektrochemische Spannungsquellen) nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip als Aufnahme und Abgabe von Elektronen deuten, bei denen Energie umgesetzt wird. (CR) Konkrete Beispiele von Oxidationen (Reaktionen mit Sauerstoff) und Reduktionen als wichtige chemische Reaktion benennen sowie deren Energiebilanz qualitativ darstellen (E) Reaktionen zwischen Metallatomen und Metallionen Beispiele einer einfachen Elektrolyse Die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie und umgekehrt von elektrischer in chemische Energie bei elektrochemischen Phänomenen beschreiben und erklären (E) Unpolare und polare Elektronenbindung Wasser mehr als ein einfaches Lösungsmittel Die Atombindung/ unpolare Wasser und seine Stoff- und Energieumwandlungen als Veränderung 8

9 Elektronenpaarbindung besonderen Eigenschaften und Verwendbarkeit Wasser als Reaktionspartner in der Anordnung von Teilchen und als Umbau chemischer Bindungen erklären. (CR) Chemische Bindungen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung) mithilfe geeigneter Modelle erklären und Atome mithilfe eines differenzierteren Kern-Hülle-Modells beschreiben. Wasser, Ammoniak- und Chlorwasserstoffmoleküle als Dipole Wasserstoffbrückenbindung Hydratisierung Mit Hilfe eines angemessenen Atommodells und Kenntnissen des Periodensystems erklären, welche Bindungen bei chemischen Reaktionen gelöst werden und welche entstehen. (CR) Mithilfe eines Elektronenpaarabstoßungsmodells die räumliche Struktur von Molekülen erklären. Möglichkeiten der Steuerung chemischer Reaktionen durch Variation der Reaktionsbedingungen beschreiben. (CR) Kräfte zwischen Ionen und Molekülen 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. 9

10 Saure und alkalische Lösungen Ionen in sauren und alkalischen Lösungen Neutralisation Protonenaufnahme und Abgabe an einfachen Beispielen Stöchiometrische Berechnungen Energie aus chemischen Reaktionen Beispiele einer einfachen Batterie Brennstoffzelle Reinigungsmittel, Säuren und Laugen im Alltag Anwendung von Säuren im Alltag und Beruf Haut und Haar, alles im neutralen Bereich Zukunftssichere Energieversorgung Strom ohne Steckdose Mobilität die Zukunft des Autos Jahrgangsstufe 9 Säuren als Stoffe einordnen, deren wässrige Lösungen Wasserstoff-Ionen enthalten. (CR) Die alkalische Reaktion von Lösungen auf das Vorhandensein von Hydroxid-Ionen zurückführen. (CR) Den Austausch von Protonen als Donator-Akzeptor- Prinzip einordnen. (CR) Das Funktionsprinzip verschiedener chemischer Energiequellen mit angemessenen Modellen beschreiben und erklären (z.b. einfache Batterie, Brennstoffzelle) (E) Erläutern, dass Veränderungen von Elektronenzuständen mit Energieumsätzen verbunden sind. (E) Stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen chemische Kenntnisse bedeutsam sind. (B) Benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwendung chemischer Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an ausgewählten Beispielen. (B) Nutzen fachtypische und vernetzte Kenntnisse und Fertigkeiten, um lebenspraktisch bedeutsame Zusammenhänge zu erschließen. Wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht. (K) Zeigen exemplarisch Verknüpfungen zwischen Gesellschaftlichen Entwicklungen und Erkenntnissen der Chemie auf. (E) Interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und zeihen geeignete Schlussfolgerungen. (E) Alkane als Erdölprodukt Bioethanol oder Biodiesel Nachwachsende Rohstoffe Die Nutzung verschiedener Energieträger (Atomenergie, Oxidation fossiler Brennstoffe, elektrochemische Vorgänge, erneuerbare Energien) aufgrund ihrer jeweiligen Vor- und Nachteile kritisch beurteilen. (E) Prüfen Medien hinsichtlich ihrer fachlichen Richtigkeit (K) 10

11 Prozesse zur Bereitstellung von Energie erläutern. (CR) Energiebilanzen Den Einsatz von Katalysatoren in technischen oder biochemischen Prozessen beschreiben und begründen.(e) Die bei chemischen Reaktionen umgesetzte Energie quantitativ einordnen (E) Organische Chemie Der Natur abgeschaut Vom Traubenzucker zum Alkohol Das Schema einer Veresterung zwischen Alkoholen und Carbonsäuren vereinfacht erklären. (CR) Die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis unterschiedlicher Kombinationen und Anordnungen von Atomen mit Hilfe von Bindungsmodellen erklären (z.b. Ionenverbindungen, anorganische Molekülverbindungen, polare unpolare Stoffe, Hydroxylgruppe als funktionelle Gruppe) Moderne Kunststoffe Wichtige technische Umsetzungen chemischer Reaktionen vom Prinzip her erläutern (z.b. Eisenherstellung, Säureherstellung, Kunststoffproduktion) (CR) 11