Prüfungsinformation Chemie

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1 Prüfungsinformation Chemie für die ExternistInnenprüfungen bei Mag. Martin STOLL (Stand: September 2017) Hinweis: Diese Prüfungsinformation bezieht sich nicht auf die standardisierte kompetenzorientierte Reifeprüfung (die Zentralmatura ), im Zuge derer auch eine VWA zu verfassen ist, sondern auf die alte Matura mit Spezialgebieten und Schwerpunktsprüfungen. Für die Prüfungen wird ein Periodensystem zur Verfügung gestellt, ein Taschenrechner ist nicht erforderlich. Wer eine Prüfung aus dem Wahlpflichtfach Chemie ablegen möchte, möge mich davor kontaktieren. 7. Klasse Themenbereich Struktur und Modellbildung die Namen der wichtigsten Elementarteilchen (p +, n 0, e ), deren Position im Atom, deren Ladung sowie deren ungefähre Masse angeben erkennen können, aus wie vielen dieser Elementarteilchen ein konkretes Atom bzw. Ion zusammengesetzt ist (etwa: 127 I besteht aus 53 p +, 74 n 0 und 54 e ). die Schalen (K, L, M, ) und Unterniveaus (1s, 2s, 2p, ) angeben können, in die die Elektronenhülle unterteilt werden kann. erklären können, wie die Schalen bzw. deren Unterniveaus mit Elektronen besetzt werden; die Elektronenkonfigurationen von Atomen der ersten fünf Perioden ermitteln können (etwa: S 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 bzw. K 2e, L 8 e, M 6 e. Um Ausnahmen müssen Sie sich dabei nicht kümmern). die Bedeutung der Begriffe Periode und Gruppe angeben können, aus der Stellung eines Elements im Periodensystem dessen Außenelektronenzahl ermitteln und dessen Elektronegativität abschätzen (ungefähr) angeben können, wo sich im Periodensystem Metalle, Halbmetalle und Nichtmetalle befinden. angeben können, welche Elemente kovalente Bindungen eingehen; bindende und nichtbindende Elektronenpaare und die Oktettregel (sowie Ausnahmen von dieser) beschreiben von einfachen Verbindungen (etwa: H2S, AsH3, CF4, ) die Strukturformeln ermitteln anhand der Elektronegativität von Atomen und der Raumgeometrie von Molekülen abschätzen können, ob Verbindungen polar sind oder nicht, und deren Löslichkeitseigenschaften abschätzen das Elektronengasmodell der Metallbindung beschreiben können, mit dessen Hilfe makroskopische Eigenschaften von Metallen (Leitfähigkeit, Verformbarkeit, ) erklären die Ionenbindung (am besten anhand eines Beispiels wie NaCl) als Bindung von Metallen und Nichtmetallen erklären können, makroskopische Eigenschaften von Ionenverbindungen (fehlende Leitfähigkeit, Sprödigkeit, ) aus dem Bindungsmodell erklären 1

2 Themenbereich Stoffumwandlungen und Energetik wissen, dass Stoffumsätze stets von Energieumsätzen begleitet sind; die Begriffe Enthalpie, Entropie, freie Enthalpie, exotherm und endotherm (zumindest anschaulich) deuten die Wirkungsweise eines Katalysators kurz beschreiben den Begriff der Gleichgewichtsreaktion erklären können, den Zustand des chemischen Gleichgewichts auf mikroskopischer und makroskopischer Ebene beschreiben das Massenwirkungsgesetz (etwa anhand eines Beispiels) angeben können, das Prinzip vom kleinsten Zwang anschaulich beschreiben die Säure- und Basedefinition von BRØNSTED und LOWRY angeben können, Säuren und Basen in einer Reaktion (etwa: HSO4 + CO3 2 SO4 2 + HCO3 ) erkennen können, Säure-Base-Reaktionen definieren zu einer gegebenen Verbindung die konjugierte Säure bzw. die konjugierte Base angeben können (etwa: HCO3 besitzt die konjugierte Säure H2CO3 und die konjugierte Base CO3 2 ). den ph-wert (am besten mathematisch) definieren können und die Wirkungsweise von Farbindikatoren anschaulich beschreiben den Zusammenhang zwischen H3O + -Konzentration, OH -Konzentration und ph-wert und den Eigenschaften einer Lösung (sauer, neutral oder basisch) beschreiben den Begriff der Oxidationszahl kennen, Reduktionen und Oxidationen als Elektronenübertragungen bzw. als Veränderungen von Oxidationszahlen definieren die Begriffe Oxidations- und Reduktionsmittel erklären können, in einfachsten Redoxreaktionen (etwa: Zn + 2 H + Zn 2+ + H2) Oxidations- und Reduktionsmittel erkennen Themenbereich Rohstoffe, Synthesen, Kreisläufe die räumliche Struktur des Wassermoleküls beschreiben können und seine polare Eigenschaft erklären können, die Dichteanomalie des Wassers beschreiben können und damit die Wärmeverteilung des Wassers in einem See erklären den Begriff der Wasserhärte erklären können und die Einheit der Wasserhärte angeben können; die Funktionsweise einer Wasserkläranlage skizzieren die chemische Zusammensetzung von Luft angeben können, das LINDE- Verfahren zur Verflüssigung von Luft beschreiben können und einige Luftschadstoffe (und die mit ihnen verbundenen Problematiken) angeben Verfahren zur großtechnischen Herstellung von Chlor und Natronlauge skizzieren können, Verwendungen von Chlor und Natronlauge angeben 2

3 7. Klasse (Erweiterung für RG und ORG mit BiUK, Ph und Ch) Um eine Frage aus diesem Bereich korrekt zu beantworten, sollten Sie qualitativ den Unterschied zwischen starken und schwachen Oxidations- und Reduktionsmitteln beschreiben den Aufbau und die Funktion der Standardwasserstoffelektrode angeben können, die Messung von elektrochemischen Potentialdifferenzen beschreiben angeben können, in welcher Form Eisen natürlich vorkommt; den Hochofenprozess (die Reduktion von Eisenoxiden mit CO) beschreiben Verunreinigungen im Roheisen angeben können, das LD-Verfahren beschreiben angeben können, in welcher Form Aluminium natürlich vorkommt; die Schmelzflusselektrolyse von Aluminium (und die damit verbundene Energieprobematik) skizzieren technische Verwendungen von Aluminium angeben können, den Begriff der Passivierung von Aluminium erklären qualitativ den Unterschied zwischen starken und schwachen Säuren und Basen beschreiben den pka-wert und den pkb-wert als Maßzahlen für die Säure- bzw. Basenstärke interpretieren können, den mathematischen Zusammenhang zwischen pka-wert und pkb-wert eines konjugierten Säure-Base-Paars angeben 8. Klasse Themenbereich Kohlenwasserstoffverbindungen Dieser Themenbereich gehört im (Oberstufen-)Realgymnasium mit dem Fach Darstellende Geometrie zum Stoff der siebenten Klasse. Wird eine Prüfung ausschließlich über den Stoff der achten Klasse abgelegt, so wird dieser Themenbereich nicht direkt geprüft; er sollte aber dennoch gelernt werden, da er ein unverzichtbares Grundlagenwissen für die gesamte organische Chemie darstellt. die strukturellen Unterschiede zwischen Alkanen, Alkenen und Alkinen angeben die Namen der unverzweigten kettenförmigen Alkane mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen angeben können sowie verzweigte Alkane mit nur einer einzigen Art von Seitenketten sowie unverzweigte Alkene und Alkine (mit jeweils einer Mehrfachbindung) benennen einige physikalischen und chemischen Eigenschaften der Alkane angeben können (Aggregatzustände bei 25 C und 1 bar sowie die Viskosität in Abhängigkeit von der Anzahl der C-Atome, Mischbarkeit mit Wasser, Produkte ihrer vollständigen Verbrennung, ). einige technischen Verwendungen von Alkanen, Alkenen und Alkinen angeben die Struktur des Benzenmoleküls beschreiben können (eventuell in Hinblick auf mesomere Grenzformeln), technische Verwendungen sowie einige physi- 3

4 kalische, chemische und toxikologische Eigenschaften von Benzen angeben anhand von Kohlenwasserstoffen Beispiele von Konstitutionsisomerie angeben und erkennen Beispiele für Konfigurationsisomerien (E-Z-Isomerie an C-C-Doppelbindungen sowie optische Isomerie an asymmetrisch substituierten C-Atomen) angeben Themenbereich Verbindungen mit sauerstoffhaltigen funktionellen Gruppen die Struktur von Alkoholen und Phenolen angeben können und zwischen einwertige, zweiwertigen und mehrwertigen sowie zwischen primären, sekundären und tertiären Alkoholen unterscheiden die Produkte der sanften Oxidation von Alkoholen (bei der das C-Gerüst erhalten bleibt) in Abhängigkeit von der Stellung ihrer funktionellen Gruppe angeben die Mischbarkeit primärer einwertiger Alkohole mit Wasser beschreiben können, die Reaktion der alkoholischen Gärung beschreiben sowie technische Verwendungen von Ethanol angeben die allgemeine Struktur von Aldehyden und Ketonen angeben können, technische Verwendungen von Formaldehyd (Methanal) und Aceton (Propanon) nennen die Struktur der Carbonsäuren angeben können, die Herstellung von Monocarbonsäuren aus primären Alkoholen beschreiben können sowie Beispiele für Veresterungsreaktionen angeben Themenbereich Erdöl als Rohstoff und Energiequelle überblicksartig angeben können, aus welchen Substanzen Erdöl besteht. sowohl die atmosphärische Destillation als auch die Vakuumdestillation von Erdöl beschreiben können sowie Argumente für die Zweiteilung des Destillationsvorgangs angeben Beispiele für die technische Verwendung von Erdölkomponenten angeben Themenbereich Chemie und Leben die Struktur von Fetten (Ölen) skizzieren können (als dreifache Ester von Glycerin mit Fettsäuren). 4

5 strukturelle Besonderheiten der Fettsäuren angeben können (in Hinblick auf die Kettenlänge, die Unterscheidung gesättigter sowie einfach und mehrfach ungesättigter Fettsäuren, die Stellung der C-C-Doppelbindungen, ). physikalische Eigenschaften von Fetten (Ölen) aus deren Struktur erklären können (Schmelzbereich, Wasserlöslichkeit). die Bedeutung von Fett für die Ernährung skizzieren können (als Energielieferant, mechanischer Schutz bzw. als Ausgangsstoff für andere Substanzen). die allgemeine Struktur von Monosacchariden beschreiben können (Kettenform mit OH-Gruppen und Carbonylgruppe, Ringform) sowie Beispiele für Monosaccharide und deren Bedeutung angeben die Struktur von Disacchariden und Polysacchariden grob skizzieren können sowie Beispiele dafür (Saccharose, Stärke, Cellulose, ) samt ihrer Bedeutung angeben den Aufbau von Aminosäuren angeben können bzw. die Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur von Proteinen skizzieren die Bedeutung von Proteinen in der Ernährung beschreiben können (und auch Unterschiede zu Fetten und Kohlenhydraten nennen können). die molekularen Strukturen von DNS und RNS grob skizzieren einen groben Überblick über die Proteinbiosynthese geben können (Codons, genetischer Code, Bedeutung von m-rns und t-rns, ). 8. Klasse (Erweiterung für RG und ORG mit BiUK, Ph und Ch bzw. RG und ORG mit DG) Um eine Frage aus diesem Bereich korrekt zu beantworten, sollten Sie einen Überblick über die Einteilung von Kunststoffen nach deren mechanischen Eigenschaften geben können (Plastomer, Elastomere und Duromere). Polymerisations- und Polykondensationsvorgänge grob skizzieren je ein Beispiel für einen Polymerisations- und einen Polykondensationskunststoff samt seiner (ungefähren) Struktur und Verwendung angeben den Schlüssel-Schloss-Mechanismus sowie die Bedeutung von Enzymen skizzieren Beispiele für Enzyme im menschlichen Körper angeben 5