Curriculum Chemie Klasse 7-9 Gültig ab Schuljahr 2011/2012 Privatgymnasium- Dialog Köln Stand: 15.09.2011 Dr. Ahmet Dogan
Klasse 7 Stdn Themen Hinweise I. Stoffe und ihre Eigenschaften Untersuchung von Reinstoffen Metalle und Nichtmetalle Eigenschaften (Farbe, Geruch, Aggregatzustand, Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Verformbarkeit, elektrische Leitfähigkeit, Dichte, Löslichkeiten) ausgewählter Stoffe angeben (Luft, Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid, Wasser, Wasserstoff, Chlor, Eisen, Kupfer, Silber, Magnesium, Natrium, Natriumchlorid, Natriumhydroxid, Magnesiumoxid) mit Laborgeräten sachgerecht umgehen und die Sicherheitsmaßnahmen anwenden und Stoffeigenschaften experimentell ermitteln (Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Farbe, Geruch, Dichte, elektrische Leitfähigkeit, Löslichkeit) bei chemischen Experimenten naturwissenschaftliche Arbeitsweisen anwenden (Erfassung des Problems, Hypothese, Planung von Lösungswegen, Prognose, Beobachtung, Deutung und Gesamtauswertung, Verifizierung und Falsifizierung (Rotkohlexperiment)) Einfaches Teilchenmodell und seine Anwendung für Aggregatzustände und Diffusion das Teilchenmodell zur Erklärung von Aggregatzuständen, Diffusions- und Lösungsvorgängen anwenden Gemische, homogen und heterogen Lösungen Trennmethoden zur Gewinnung von Reinstoffen: Chromatographie und Destillation ein sinnvolles Ordnungsschema zur Einteilung der Stoffe erstellen (Stoff, Reinstoff, Element, Verbindung, Metall, Nichtmetall, Stoffgemisch, Lösung, Emulsion, Suspension) Chromatographie für die Trennung der Farbstoffe anwenden II. Chemische Reaktionen Beispiele chemischer Reaktionen Synthese und Analyse Element und Verbindung den Aufbau ausgewählter Stoffe darstellen und Teilchenarten zuordnen (Atom, Molekül, Ion, Gitter) ein sinnvolles Ordnungsschema zur Einteilung der Stoffe erstellen (Stoff, Reinstoff, Element, Verbindung, Metall,
Metall und Nichtmetall Einführung von einfachen Formeln und Reaktionsgleichungen Exotherme und endotherme Reaktionen Energiediagramm Nichtmetall, Stoffgemisch, Lösung, Emulsion, Suspension) den Informationsgehalt einer chemischen Formel erläutern (Verhältnisformel, Molekülformel, Strukturformel) mit Laborgeräten sachgerecht umgehen und die Sicherheitsmaßnahmen anwenden (Verbrennung von Magnesium, Erhitzen von Kupfersulfat) chemische Reaktionen unter stofflichen und energetischen Aspekten erläutern (endotherme und exotherme Reaktionen, Aktivierungsenergie, Katalysator) III. Ausgewählte Stoffe Die Luft als Gasgemisch und ihre Zusammensetzung Eigenschaften und Nachweis von Sauerstoff Verbrennungen als Reaktionen mit Sauerstoff Massenveränderung bei Verbrennungen Gesetz der Erhaltung der Masse Oxidation und Reduktion Metallgewinnung Redoxreaktion als Sauerstoffübertragung Kohlenstoffdioxid als Verbrennungsprodukt Nachweis von Kohlenstoffdioxid Brandbekämpfung, Brandverhütung Eigenschaften (Farbe, Geruch, Aggregatzustand, Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Dichte, Löslichkeiten) ausgewählter Stoffe angeben (Luft, Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Kohlenstoffdioxid, Wasser) Massenänderung experimentell ermitteln ein einfaches quantitatives Experiment durchführen (Ermittlung eines Massenverhältnisses, Kupfer mit Schwefel) Lavoisier (1743-1794) Computereinsatz zur Massenbestimmung: Verbrennung von Eisenwolle (Massenbestimmung von Eisen und Eisenoxid); Kerze (schwere Flamme) Massengesetze anwenden (Gesetz der Erhaltung der Masse, Gesetz der konstanten Massenverhältnisse) Reduktion eines Metalloxids, Redoxreaktionen als Sauerstoffübertragung oder als Wasserstoffübertragung oder als Elektronenübergang erklären Thermit-Verfahren Eigenschaften von Kohlenstoffdioxid ermitteln Experimentell Nachweis mit Calciumcarbonat durchführen Handhabung und Wirkung eines Feuerlöschers Maßnahmen zum Brandschutz planen, durchführen und erklären
Wasser: Eigenschaften, Nachweis und Bedeutung Neutrale, saure und alkalische Lösungen Indikatoren; ph-skala Analyse und Synthese von Wasser Eigenschaften und Nachweis von Wasserstoff Katalysator Atom und Molekül Reaktionsgleichungen Atom- und Molekülmasse Stoffmenge und ihre Einheit Mol Molare Masse M Reaktionsgleichung als quantitative Beschreibung einer Reaktion Molares Volumen Satz von Avogadro Wasserstoff als Sekundär- Energieträger der Zukunft Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium Metalleigenschaften, Reaktivität Alkalimetalle als Elementgruppe Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid u. Calciumhydroxid die Eigenschaften von Wasser angeben Nachweis von salzartigen Inhaltsstoffen durch Leitfähigkeitsmessung Beispiele für alkalische und saure Lösungen angeben (Natronlauge, Ammoniaklösung, Salzsäure, Kohlensäure, Lösung einer weiteren ausgewählten Säure) die chemische Fachsprache auf Alltagsphänomene anwenden die Bedeutung saurer, alkalischer und neutraler Lösungen für Lebewesen erörtern bei wässrigen Lösungen die Fachausdrücke sauer, alkalisch, neutral der ph-skala zuordnen Rotkohlsaft als Indikator: Schülerübungen Felsenkirschen als Indikator: Schülerübungen Elektrolyse oder Thermolyse; Bildung im Eudiometer Schülerübungen: Spritzenexperimente mit Gasen Knallgasreaktion den Aufbau ausgewählter Stoffe darstellen und Teilchenarten zuordnen (Atom, Molekül, Ion) den Informationsgehalt einer chemischen Formel erläutern (Verhältnisformel, Molekülformel, Strukturformel) Einsatz an geeigneten Stellen (hier: Wasser/Wasserstoff/Sauerstoff) Dalton-Modell, Loschmidtsche Zahl/Avogadro-Konst. n = m/m Auswertung von Gasreaktionen und Dichte von Gasen ermitteln n = V/V m die Bedeutung des Wasserstoffs als Energieträger erläutern Eigenschaften (Glanz, Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Verformbarkeit, elektrische Leitfähigkeit, Dichte) ausgewählter Stoffe angeben (Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium) mit anderen Metallen vergleichen Affinitätsreihe (Redoxreihe), Eisen, Kupfer, Silber Gehaltsbestimmung durch Messung der Leitfähigkeit (S)
Wässrige Lösungen als Laugen Nachweis mit Indikatoren Beispiele für alkalische und saure Lösungen angeben (Natronlauge, Ammoniaklösung, Salzsäure, Kohlensäure, Lösung einer weiteren ausgewählten Säure) Chlor, Brom und Jod Die Halogene als Elementgruppe Reaktionen mit Metallen und Wasserstoff Chlorwasserstoff und Salzsäure Reaktionen der Salzsäure: Neutralisation mit Laugen; Reaktionen mit Metallen und Metalloxiden Eigenschaften (Farbe, Geruch, Aggregatzustand, Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Dichte, Löslichkeit und Reaktivität gegenüber andere Stoffe) ausgewählter Stoffe angeben (Chlor, Brom und Jod) Halogenide als Salze; Kochsalz erkennen Eigenschaften (Farbe, Geruch, Schmelztemperatur, Siedetemperatur, elektrische Leitfähigkeit in Lösung und als festem Stoff, Dichte, Löslichkeit) ausgewählter Stoffe angeben (Natriumchlorid und Salzsäure Lösung) Nachweis des Chlorid-Ions und der sauren, neutralen, alkalischen Lösungen, Nachweis mit Indikator durchführen
Klasse 8 Stdn Themen Hinweise I. Periodensystem und Atombau Periodensystem als Ordnungsprinzip und Informationsschema Historische Entwicklung des PSE die Hauptgruppenelemente, ihre Gruppe und einige Elemente erkennen Meyer (1830-1895), Mendelejew (1834-1907) angeben Elementarteilchen der Atome Verteilung der Elementarteilchen im Atom: Kern-Hülle- Modell; Schalenmodell den Zusammenhang zwischen Atombau und Stellung der Atome im PSE erklären (Ordnungszahl, Protonenanzahl, Elektronenanzahl, Massenzahl, Valenzelektronen, Hauptgruppe, Periode) Rutherfordschen Streuversuch, das Kern-Hülle-Modell von Atomen (Protonen, Elektronen, Neutronen) und ein Erklärungsmodell für die energetisch differenzierte Atomhülle (Ionisierungsenergie) beschreiben Zusammenhang zwischen Atombau und Stellung des Elements im PSE den Zusammenhang zwischen Atombau und Stellung der Atome im PSE erklären (Ordnungszahl, Protonenanzahl, Elektronenanzahl, Massenzahl, Valenzelektronen, Hauptgruppe, Periode) das eingeführte Modell als Grundlage für die Bindungslehre anwenden II. Salze und Ionenbindung Salzbildung durch Reaktion Metall + Nichtmetall Der Ionenbegriff Ionenbildung als Elektronenübergang Eigenschaften und Bau von Ionenverbindungen die Ionen in Lösung und Schmelze durch Leitfähigkeitsmessung nachweisen das Donor-Akzeptorprinzip am Beispiel von Elektronenund Protonenübergängen anwenden (Reaktion eines Metalls mit einem Nichtmetall, Elektrolyse einer Salzlösung, Reaktion von Chlorwasserstoff und einer weiteren Säure mit Wasser) erläutern, wie positiv und negativ geladene Ionen entstehen (Elektronenübergänge, Edelgasregel, Oktettregel) Verbindungen nach dem Bindungstyp ordnen (Elektronenpaarbindung, Ionenbindung)
den Aufbau ausgewählter Stoffe darstellen und Teilchenarten zuordnen (Atom, Molekül, Ion) die Ionenbindung erklären und damit typische Eigenschaften der Salze begründen Anordnung im Ionengitter Löslichkeit; Unterschiedliche Leitfähigkeit verschiedener Ionen in Salzlösungen ermitteln eine Verdünnungskurve aufnehmen Verhältnisformel von Salzen Stoffumsatzberechnungen bei einfachen Salzbildungen z.b. CuCl 2 ; ZnI 2 wichtige Größen erläutern (Teilchenmasse, Stoffmenge, molare Masse, Stoffmengenkonzentration) n = m/m m = n M c = n/v Berechnungen durchführen und dabei auf den korrekten Umgang mit Größen und deren Einheiten achten Elektrolyse von Salzlösungen als erzwungene Redoxreaktion Metallbindung Redoxreaktionen als Sauerstoffübertragung oder als Wasserstoffübertragung oder als Elektronenübergang erklären mit dem Elektronengasmodell erklären III. Molekulare Stoffe und Atombindung Molekulare Stoffe und ihre Eigenschaften Stoffumsatzberechnungen bei einfachen Molekülbildungen Eigenschaften (Farbe, Geruch, Aggregatzustand, Schmelztemperatur, Siedetemperatur, elektrische Leitfähigkeit, Dichte, Löslichkeiten) bekannte Molekülverbindungen (H 2 ; N 2 ; O 2 ; CO 2 ; H 2 O) angeben wichtige Größen erläutern (Teilchenmasse, Stoffmenge, molare Masse, Stoffmengenkonzentration) n = m/m; m = n M n = V/V m; V = n V m Berechnungen durchführen und dabei auf den korrekten Umgang mit Größen und deren Einheiten achten
Bildung von Molekülen Atombindung (Elektronenpaarbindung) Bau von Molekülen, Molekülformel mit Elektronenpaaren (Lewis- Schreibweise) Oktettregel, Pauling (1901-1994) die Molekülbildung durch Elektronenpaarbindung unter Anwendung der Edelgasregel erläutern Verbindungen nach dem Bindungstyp ordnen (Elektronenpaarbindung, Ionenbindung) den räumlichen Bau von Molekülen mithilfe eines geeigneten Modells erklären Bindende und nichtbindende Elektronenpaare; Tetraederstruktur Molekülstrukturen mit Sachmodellen darstellen (Kugel- Stab-Modell, Kalottenmodell) Elektronegativität Entstehung polarer und unpolarer Moleküle polare und unpolare Elektronenpaarbindungen unterscheiden (Elektronegativität) den Zusammenhang zwischen Molekülstruktur und Dipol-Eigenschaft herstellen Zwischenmolekulare Kräfte Wasser als Lösungsmittel zwischenmolekulare Wechselwirkungen (VAN-DER- WAALS-Wechselwirkungen, Dipol-Wechselwirkungen, Wasserstoffbrücken) nennen und erklären die besonderen Eigenschaften von Wasser erklären (räumlicher Bau des Wasser-Moleküls, V.d.W.-Kräfte; Dipol-Dipol-Kräfte; Wasserstoffbrücken) Hydration als Wechselwirkung zwischen Dipolen und Ionen IV. Säure-Base-Reaktionen Saure und alkalische Lösungen Protolysen als Protonenübergang Säure/saure Lösung, Base/alkalische Lösung unterscheiden und die Eigenschaften dieser lösungen wiedergeben Reaktionen von Säuren mit Wasser als Protonenübergang erkennen und erläutern (Reaktion von Chlorwasserstoff) das Donor-Akzeptorprinzip am Beispiel von Elektronenund Protonenübergängen anwenden (Reaktion eines
Metalls mit einem Nichtmetall, Elektrolyse einer Salzlösung, Reaktion von Chlorwasserstoff und einer weiteren Säure mit Wasser) Oxonium- und Hydroxidionen als gemeinsame Teilchen aller sauren und alkalischen Lösungen anerkennen Brönsted-Def. definieren Neutralisation Stoffmengenkonzentration Säure-Base-Titrationen zur Konzentrationsbestimmung wichtige Größen erläutern (Teilchenmasse, Stoffmenge, molare Masse, Stoffmengenkonzentration) c = n/v eine Titration zur Konzentrationsermittlung einer Säure durchführen Berechnungen durchführen und dabei auf den korrekten Umgang mit Größen und deren Einheiten achten Ammoniak als Base Ammoniumsalze Weitere anorganische Säuren und ihre Salze Beispiele für alkalische und saure Lösungen angeben (Natronlauge, Ammoniaklösung, Salzsäure, Kohlensäure, Lösung einer weiteren ausgewählten Säure) Entstehung des Ammoniumions (Reaktion mit Wasser) erläutern Salpetersäure und Nitrate; Schwefelsäure und Sulfate; schweflige Säure und Sulfite; Schwefelwasserstoffsäure und Sulfide; Phosphorsäure und Phosphate weiterleiten wichtige Mineralstoffe und ihre Bedeutung angeben (Natrium-, Kalium-, Ammonium-Verbindungen, Chlorid, Sulfat, Phosphat, Nitrat) an einem ausgewählten Stoff schädliche Wirkungen auf Luft, Gewässer oder Boden beurteilen und Gegenmaßnahmen aufzeigen
Klasse 9 Stdn Themen Hinweise I. Einfache organische Verbindungen (Kohlenwasserstoffe) Historische Entwicklung des Einige Forscher und ihre Forschungen (BERZELIUS, CURIE, LIEBIG, PAULING, WÖHLER) beschreiben Begriffs Organische Chemie Kohlenstoff in organischen Verbindungen Methan (Erdgas) Die Frage Was ist organische Chemie? beantworten die Verwendung ausgewählter organischer Stoffe im Alltag oder Technik erläutern (Methan, Ethen, Ethanol, Aceton, Essigsäure) typische Eigenschaften ausgewählter organischer Stoffe beschreiben (Alkane, ein Alken, Alkanole, ein Alkanal, Aceton, Alkansäuren, Glucose, Ester) Struktur und Eigenschaften der Alkane, Strukturformeln Van der Waals-Kräfte die Formel der organischen Stoffen ermitteln den Informationsgehalt einer chemischen Formel erläutern (Verhältnisformel, Molekülformel, Strukturformel) die homologe Reihe der organischen Stoffen benennen Änderungen von Stoffeigenschaften innerhalb einer ausgewählten homologen Reihe beschreiben (Alkanole) Kohlenstoffverbindungen mithilfe funktioneller Gruppen ordnen (Zweifachbindung zwischen Kohlenstoff-Atomen, Hydroxyl-, Aldehyd-, Keto-, Carboxyl- und Ester- Gruppe) Gaschromatografie Strukturisomerie und Nomenklatur an einfachen Beispielen Wie die Gaschromatografie funktioniert, beschreiben Molekülstrukturen mit Sachmodellen darstellen (Kugel- Stab-Modell, Kalottenmodell) Kohlenwasserstoffe im Erdöl Cracken Fraktionierte Erdöl-Destillation beschreiben die Rolle der Kohlenwasserstoffe als Energieträger beurteilen kleine Moleküle aus größeren Molekülen zu gewinnen, beschreiben
Alkene Ethen und die Verwendung des Ethens beschreiben typische Eigenschaften der Alkene angeben Kunststoffe aus Alkenen das Aufbauprinzip von Makromolekülen an einem Beispiel erläutern die Wiederverwertung eines Stoffes an einem Beispiel erklären Halogenierung von Alkanen als Substitution und von Alkenen als Addition (ohne Mechanismus) Je ein Beispiel den Unterschied erkennen Licht als Energieform beschreiben II. Org. Sauerstoffverbindungen I Alkohole: Vorkommen, Eigenschaften und Struktur Kohlenstoffverbindungen mithilfe funktioneller Gruppen ordnen (Zweifachbindung zwischen Kohlenstoff-Atomen und Hydroxylgruppe) typische Eigenschaften von Ethanol bzw. Alkohole beschreiben Änderungen von Stoffeigenschaften innerhalb einer ausgewählten homologen Reihe beschreiben (Alkanole) die Verwendung von Ethanol bzw. Alkohole im Alltag oder Technik erläutern Ethanol durch Vergärung beschreiben die Massenabnahme bei der Vergärung messen; Rückrechnung auf den Alkoholgehalt durchführen die Gefahren des Alkohols als Suchtmittel erläutern Wasserstoffbrücken Primäre, sekundäre und tertiäre Alkohole; Mehrwertige Alkohole Moleküle mit Modellen darstellen Glykol und Glycerin; Erlenmeyerregel Oxidationsprodukte der Alkohole: Aldehyde und Ketone Reaktionsgleichungen schreiben Kohlenstoffverbindungen mithilfe funktioneller Gruppen ordnen (Zweifachbindung zwischen Kohlenstoff-Atomen, Hydroxyl-, Aldehyd-, Keto-, Carboxyl- und Ester- Gruppe) einfache Experimente mit organischen Verbindungen durchführen (Oxidation eines Alkanols, Estersynthese)
Eigenschaften und Struktur an je einem Beispiel typische Eigenschaften von Aldehyde und Ketone beschreiben die Verwendung einige Aldehyde und Ketone im Alltag oder Technik erläutern Nachweisreaktion für Aldehyde Glucose als Aldehyd III. Org. Sauerstoffverbindungen II Alkansäuren als Oxidationsprodukte der Aldehyde Eigenschaften und Struktur Die saure Carboxylgruppe Neutralisation von Essigsäure Organische Säuren als natürliche Bestandteile in Lebensmitteln Kohlenstoffverbindungen mithilfe funktioneller Gruppen ordnen typische Eigenschaften der sauren Carboxylgruppe beschreiben die Verwendung Ameisensäure und Essigsäure im Alltag oder Technik erläutern I-Effekt in der Carboxylgruppe erläutern Neutralisation durchführen und Acetat erläutern die chemische Fachsprache auf Alltagsphänomene anwenden einige organischen Säuren in Lebensmitteln angeben Gehaltsbestimmung durch Titration Organische Säuren als Lebensmittelzusatzstoffe Kennzeichnung Erstellung und Auswertung einer Titrationskurve mit dem Computer durchführen die chemische Fachsprache auf Alltagsphänomene anwenden E-Nummern erläutern und anwenden Ester: Herstellung und Eigenschaften typische Eigenschaften von Ester beschreiben ausgewählte organische Reaktionstypen nennen und erkennen (Dehydrierung, Esterbildung als Kondensationsreaktion) Ester als Aromastoffe anwenden Veresterung als Kondensation durchführen Fette: Zusammensetzung und Eigenschaften pflanzlicher und tierischer Fette die chemische Fachsprache auf Alltagsphänomene anwenden
IV. Anorganische Kohlenstoffverbindungen Oxide des Kohlenstoffs Vorkommen, Entstehung und Eigenschaften Eigenschaften (Farbe, Geruch, Aggregatzustand, elektrische Leitfähigkeit, Dichte, Löslichkeiten) ausgewählter Stoffe angeben ( Kohlenstoffmonooxid, Kohlenstoffdioxid, Carbonat als Salz und Säure) Kohlensäure und ihre Salze Kalk, Wasserhärte erläutern Beispiele für alkalische und saure Lösungen angeben ( Kohlensäure, Natriumhydrogencarbonat Lösung) Geochemischer Kohlenstoffkreislauf die chemischen Grundlagen für einen Kohlenstoffkreislauf in der belebten und unbelebten Natur darstellen und die Rolle der nachwachsenden Rohstoffe erläutern