A 1.1 Modell der Metallbindung (Metallische Bindung)

erklären die Metallbindung mit Hilfe des Elektronengasmodells,

A 1.2 Modell der Ionenbindung (Ionische Bindung/elektrovalente Bindung)

erklären die Ionenbindung mit der elektrostatischen Anziehung von Kationen und Anionen,

A 1.3 Modell der Atombindung (Elektronenpaarbindung/kovalente Bindung)

nennen die Oktettregel (Edelgasregel/Regel von KOSSEL) und wenden diese auf geeignete Beispiele an, erklären die Atombindung an einfachen Beispielen. wenden die Valenzstrich-Schreibweise bei Molekülverbindungen an, geben die Definition für den Begriff Elektronegativität an, ermitteln die Polarität einer Atombindung über die Elektronegativitätsdifferenzen, vergleichen die Bindungsstärken polarer und unpolarer Atombindungen, geben die Definition für den Begriff Dipol an, stellen polare Bindungen modellhaft als elektrische Dipole dar, geben die Formeln der Moleküle in der Valenzstrich-Schreibweise und die Partialladungen an, beschreiben und erklären die räumlichen Strukturen von Molekülen nach dem EPA- (VSEPR-Modell) und Elektronenwolkenmodell. erklären anhand der Beispiele H2O und NH3 die Abweichungen vom Tetraederwinkel, erklären, dass die Polarität der Bindungen und eine bestimmte Molekülgeometrie Voraussetzungen für den Dipolcharakter eines Moleküls sind, erläutern die Übergänge zwischen der Atombindung und der Ionenbindung, 1.4 Zwischenmolekulare (intermolekulare) Wechselwirkungen erläutern die zwischenmolekularen Wechselwirkungen (Van-der- Waals-Kräfte (VdW), Dipol-Dipol-Wechselwirkungen (DDWW) und Wasserstoffbrückenbindungen (WBB)). erklären am Beispiel des Lösungsvorgangs von Salzen das Auftreten der Ionen-Dipol-Wechselwirkungen,

A 2.1 Grundlagen

geben jeweils die Definition für die Begriffe Summenformel, Strukturformel (Valenzstrichformel), Halbstrukturformel, Skelettformel, Derivat, funktionelle Gruppe, Homologe Reihe, Isomerie, Stellungsisomerie, Skelettisomerie und cis/trans-Isomerie an.

A 2.2 Kohlenwasserstoffe

nennen die Vertreter der homologen Reihe der Alkane, Alkene und Alkine und geben die Formeln der Vertreter in unterschiedlicher Schreibweise an. beschreiben den Molekülbau und die Molekülgeometrie (Molekülstruktur) der Alkane, Alkene und Alkine mit Hilfe von Strukturformeln, geben Namen und Formel der funktionellen Gruppen der Alkene und Alkine an, wenden das EPA-Modell zur Erklärung der Molekülgeometrie und der Bindungswinkel der Alkane, Alkene und Alkine an, erstellen einfache Moleküle mit Hilfe eines Modellbaukastens, benennen Alkane, Alkene und Alkine nach den IUPAC-Nomenklaturregeln, erklären mit Hilfe der zwischenmolekularen Wechsel-wirkungen und der Molekülgeometrie die physikalischen Eigenschaften der Alkane, Alkene und Alkine, führen einfache Experimente zur Untersuchung des Löslichkeitsverhaltens verschiedener Stoffe dieser Stoffklassen durch und werten diese aus.

A 2.3 Sauerstoff- und stickstoffhaltige organische Verbindungen

nennen die Vertreter der homologen Reihe der Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Carbonsäureester und Amine, beschreiben den Molekülbau der Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Carbonsäureester und Amine mit Hilfe von Strukturformeln, geben Namen und Formel der funktionellen Gruppen dieser Stoffklassen an, benennen Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Dicarbonsäuren, Carbonsäureester und Amine nach den IUPAC-Nomenklaturregeln. erklären mit Hilfe der zwischenmolekularen Wechselwirkungen die physikalischen Eigenschaften der Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Dicarbonsäuren, Carbonsäureester und Amine, führen einfache Experimente zur Untersuchung des Löslichkeitsverhaltens verschiedener Stoffe dieser Stoffklassen durch und werten diese aus, erstellen einen tabellarischen Überblick über die bisherigen Stoffklassen mit Strukturformel und Benennung der funktionellen Gruppen,

A 2.4 Fette

nennen Beispiele für höhere Fettsäuren, beschreiben den Molekülbau der natürlich vorkommenden Fette. erklären die physikalischen Eigenschaften von Fetten, erläutern die Bildung und Spaltung von Fetten mit Hilfe von Reaktionsgleichungen, nennen Verwendungsmöglichkeiten für Fette.

B 1 Energie chemischer Reaktionen

unterscheiden isolierte, geschlossene und offene Systeme, a d g

B 1 Energie chemischer Reaktionen

nennen die Kennzeichen chemischer Reaktionen, geben eine Definition für Energie an und nennen die Einheit. nennen verschiedene Energieformen, s beschreiben Möglichkeiten der Energieumwandlung (Umwandlung von Energieformen), m r geben an, dass nur Energieänderungen gemessen werden können, ∆ w beschreiben den Zusammenhang zwischen ∆U, Reaktionswärme Q und Volumenarbeit W, W   nennen den 1. Hauptsatz der Thermodynamik (Energieerhaltungssatz) und interpretieren diesen. v

B 2 Enthalpie

beschreiben die Enthalpie als Summe von innerer Energie und Volumenarbeit im offenen System, geben die Enthalpieänderung ∆H bei konstantem Druck an, beschreiben exotherme und endotherme Reaktionen mittels Energie-Reaktionsverlauf-Diagrammen, geben die Definition für die molare Standardbildungsenthalpie 0 0 (∆f Hm) und für die Standardreaktionsenthalpie (∆r H ) bzw. molare Standardreaktionsenthalpie (∆r Hm ) an. berechnen Reaktionsenthalpien unter Standardbedingungen (Standardreaktionsenthalpien) aus Standardbildungsenthalpien und umgekehrt, formulieren den Satz von HESS und wenden diesen an. beschreiben die Kalorimetrie mit Hilfe eines Verbrennungs-kalorimeters (Bombenkalorimeter) als Methode zur Messung von Reaktionswärmen, führen ein Experiment zur Bestimmung der Reaktionsenthalpie durch und werten dieses aus. berechnen und vergleichen Reaktionsenthalpien (Verbrennungsenthalpien) von Nährstoffen, fossilen und regenerativen Brennstoffen, diskutieren die Bedeutung fossiler und regenerativer Energieträger hinsichtlich ökologischer und ökonomischer Aspekte.

C 1 Reaktionsgeschwindigkeit: Definition

berechnen ausgehend von Reaktionsgleichungen die Massen, die Volumina, die Dichten, die Stoffmengen, die Stoffmengenkonzentrationen und die Massenkonzentrationen der an der Reaktion beteiligten Edukte und Produkte. leiten aus Alltagssituationen die Tatsache ab, dass Reaktionen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ablaufen können, leiten aus Experimenten den Zusammenhang zwischen den Konzentrationsänderungen von Edukten bzw. Produkten in einem Zeitintervall während einer Reaktion und der Reaktionsgeschwindigkeit her. erstellen und interpretieren o Konzentrations-Zeit-Diagramme, o Reaktionsgeschwindigkeits-Zeit-Diagramme, o Energie-Reaktionsweg-Diagramme, geben eine Definition für die mittlere Reaktionsgeschwindigkeit an.

C 2 Einflussgrößen der Kinetik

nennen Möglichkeiten der Beeinflussung der Geschwindigkeit chemischer Reaktionen: o Änderung der Teilchenkonzentrationen (bzw. des Partialdrucks), o des Drucks und o der Temperatur o bzw. bei heterogenen Reaktionen, deren Abhängigkeit von der Grenzfläche (Zerteilungsgrad). erklären mit Hilfe der Stoßtheorie (Kollisionstheorie) von TRAUTZ und LEWIS, wie chemische Reaktionen zustande kommen. formulieren Geschwindigkeitsgleichungen chemischer Reaktionen, beschreiben Experimente, die die Beeinflussung der Geschwindigkeit chemischer Reaktionen durch o Konzentrationsänderung, o Druckänderung, o Temperaturänderung und o Änderung der Grenzfläche (bei heterogenen Reaktionen) zeigen und werten diese aus. erläutern den Einfluss von o Konzentrationsänderungen, o Druckänderungen, o Temperaturänderungen und o der Grenzfläche (bei heterogenen Reaktionen) auf die Reaktionsgeschwindigkeit auf der Teilchenebene mithilfe der Kollisionstheorie (Stoßtheorie), nennen den Wortlaut der Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur- Regel (RGT-Regel) und wenden diese an.

C 3 Katalyse

geben eine Definition für den Begriff Katalysator an, führen einfache Experimente zur Katalyse durch und werten diese aus. o o o o

B 1 Energie chemischer Reaktionen

geben eine Definition für den Begriff innere Energie an. t

D 1 Umkehrbare Reaktionen und chemisches Gleichgewicht

erklären den Begriff „reversible Reaktion“, nennen Beispiele für reversible Reaktionen und formulieren Reaktionsgleichungen für die jeweilige Hinund Rückreaktion. nennen die Umkehrbarkeit (Reversibilität) und ein geschlossenes System als notwendige Voraussetzungen für die Einstellung eines chemischen Gleichgewichts, führen ein Modellexperiment zur Gleichgewichtseinstellung durch und werten dieses aus, nennen die Merkmale eines chemischen Gleichgewichts. interpretieren das chemische Gleichgewicht mit Hilfe von o Reaktionsgeschwindigkeits-Zeit-Diagrammen und o Konzentrations-Zeit-Diagrammen,

D 2 Massenwirkungsgesetz (MWG)

geben die mathematische Formulierung sowie den Wortlaut des Massenwirkungsgesetzes (MWG) an. interpretieren die Gleichgewichtskonstante für die Fälle K < 1, K = 1 und K > 1, stellen das MWG für Gleichgewichtsreaktionen auf, berechnen mit Hilfe des Massenwirkungsgesetzes die Gleichgewichtskonstante bei gegebenen Gleichgewichtskonzentrationen, berechnen eine unbekannte Gleichgewichtskonzentration bei gegebener Gleichgewichtskonstante und weiteren bekannten Gleichgewichtskonzentrationen,

D 3 Beeinflussung der Lage des chemischen Gleichgewichts

führen einfache Experimente zur Beschreibung des Einflusses von Konzentration, Temperatur und Druck auf die Lage des chemischen Gleichgewichtes durch und werten diese aus. erläutern das Prinzip von LE CHATELIER und BRAUN (Prinzip des kleinsten Zwanges, PkZ), geben an, dass Katalysatoren die Geschwindigkeit der Einstellung des chemischen Gleichgewichts, jedoch nicht dessen Lage beeinflussen, wenden das Prinzip von LE CHATELIER und BRAUN auf ein chemisch-technisches Verfahren sowie einen biologischen Prozess an: o Beeinflussung der Lage des chemischen GGW, o Ableitung vorteilhafter Reaktionsbedingungen und o Interpretation von Diagrammen (z. B. zur Produktausbeute).

C 3 Katalyse

unterscheiden homogene und heterogene Katalyse und nennen Beispiele homogener und heterogener Katalysen. o o o o

E 1 Säure-Base-Theorie nach BRØNSTED

leiten mit Hilfe geeigneter Experimente die notwendige Erweiterung der ARRHENIUS-Theorie zur BRØNSTED-Theorie ab. geben die Definitionen der Fachbegriffe zum erweiterten Säure- Base-Konzept nach BRØNSTED an (Protolyse, Säure, Base, korrespondierendes Säure-Base-Paar, amphoteres Teilchen bzw. Ampholyt), vergleichen die Säure-Base-Konzepte von ARRHENIUS und BRØNSTED, wenden das BRØNSTED-Konzept auf Protolysereaktionen anorganischer und organischer Moleküle bzw. Ionen an. geben jeweils den Namen und die Formel der an der Protolyse beteiligten Moleküle bzw. Ionen an, erläutern das Donator-Akzeptor-Prinzip am Beispiel der Protolyse einer allgemeinen Säure HA und einer allgemeinen Base B,

E 2 Anwendung des MWG auf Säure-Base-Reaktionen

geben die Definition für den Begriff Autoprotolyse an, stellen die Reaktionsgleichung der Autoprotolyse des Wassers auf, benennen die an der Autoprotolyse des Wassers beteiligten Ionen. wenden das erweiterte Säure-Base-Konzept nach BRØNSTED auf die Autoprotolyse des Wassers an, leiten mit Hilfe des MWG das Ionenprodukt des Wassers her, geben den Wert des Ionenproduktes des Wassers an, geben an, dass der Wert des Ionenproduktes des Wassers auch für verdünnte wässrige Lösungen gilt,

E 3 pH- und pOH-Wert

geben die (mathematische) Definition von pHund pOH-Wert an. geben den Zusammenhang zwischen pH, pOH und pKW an, erläutern die pH-Wert-Skala,

E 4.1 Säure- und Basenstärke

vergleichen mit Hilfe eines Experimentes verdünnte und gleich konzentrierte starke und schwache Säuren miteinander, leiten unter Anwendung des MWG aus der Protolysegleichung die Säurebzw. Basenkonstante her. geben die Säurekonstante KS und Basenkonstante KB als ein Maß für die Stärke einer Säure bzw. Base an, definieren den Säureexponenten pKS und den Basenexponenten pKB als negativen dekadischen Logarithmus des Zahlenwertes der Säurekonstanten KS bzw. Basenkonstanten KB, vergleichen die Stärke von Säuren und Basen anhand ihrer KSund KB-Werte bzw. ihrer pKSund pKB-Werte, beurteilen den Ablauf von Protolysereaktionen anhand der KSund KB-Werte bzw. pKSund pKB-Werte, leiten den mathematischen Zusammenhang zwischen zwischen KS, KB und KW bzw. pKS, pKB und pKW her, begründen, dass der pH-Wert kein Maß für die Stärke einer Säure bzw. Base darstellt.

E 4.2 pH-Werte und pOH-Werte starker Säuren und Basen

leiten die Formeln zur Berechnung des pH-Wertes starker Säuren und starker Basen mit Hilfe des MWG her, berechnen pH-Werte bzw. pOH-Werte starker Säuren und Basen, berechnen die Ausgangskonzentrationen starker Säuren und Basen bei gegebenem pH-Wert bzw. pOH-Wert,

E 4.4 Protolysereaktionen in Salzlösungen

untersuchen die pH-Bereiche (sauer, neutral, alkalisch) verschiedener Salzlösungen, schätzen anhand von Säure- und Basenkonstanten der bei einer Protolysereaktion entstehenden Ionen den pH-Bereich (sauer, neutral, alkalisch) einer Salzlösung ab.

E 5 Neutralisationsreaktionen, Säure-Base-Titrationen

formulieren Reaktionsgleichungen von Neutralisationsreaktionen starker und schwacher Säuren bzw. Basen, geben die Definition für Säure-Base-Indikatoren an, nennen Beispiele für Säure-Base-Indikatoren, erläutern das maßanalytische Verfahren der Säure-Base-Titration (Vorlage, Maßlösung, Säure-Base-Indikator, Umschlagsbereich, Äquivalenzpunkt, Neutralpunkt, pH-Sprung), berechnen die Ausgangskonzentration der vorgelegten Säure bzw. Base. führen die Titration einer starken Säure (Base) mit einer starken Base (Säure) durch und stellen die Ergebnisse in Form von Titrationskurven dar, skizzieren und interpretieren Titrationskurven von Titrationen starker Säuren (Basen) mit starken Basen (Säuren).

F 1 Der erweiterte Redoxbegriff

geben Definitionen der Fachbegriffe zum erweiterten Redoxbegriff an (Elektronenübergangsreaktion, Elektronendonator, Elektronenakzeptor, korrespondierendes Redoxpaar, Oxidationsmittel, Reduktionsmittel, redoxamphoteres Teilchen). wenden den erweiterten Redoxbegriff auf einfache Redoxreaktionen an, vergleichen die Säure-Base-Theorie von BRØNSTED mit dem erweiterten Redoxbegriff,

F 2 Aufstellen von Redoxgleichungen

geben eine Definition für den Begriff Oxidationszahl an, wenden Regeln zur Bestimmung der Oxidationszahl eines Atoms in Verbindungen an. ermitteln in Redoxgleichungen Änderungen der Oxidationszahlen und interpretieren diese mit Hilfe des erweiterten Redoxbegriffs (Oxidation, Reduktion, Oxidationsmittel, Reduktionsmittel), formulieren für Reaktionen im sauren und alkalischen Medium Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion und leiten daraus die Redoxgleichung (ohne Gegenionen) ab,

F 3 Standardredoxpotenziale E0 und elektrochemische Spannungsreihe

erklären die Ladungstrennung an Metallelektroden, die in einen Elektrolyten tauchen, mithilfe der Lösungstension, beschreiben den Aufbau der Standard-Wasserstoffelektrode, geben die Funktion an und erklären die Funktionsweise. skizzieren und beschreiben einen Versuchsaufbau zur Messung von Standardredoxpotenzialen, geben eine Definition für das Standardredoxpotenzial E0 an, führen einfache Experimente zur elektrochemischen Spannungsreihe von Metallen durch, erklären das Zustandekommen der Spannung zwischen verschiedenen Redoxpaaren. vergleichen Standardredoxpotenziale von Redoxpaaren und interpretieren diese hinsichtlich ihrer Bedeutung für den Ablauf von Redoxreaktionen, erklären die pH-Abhängigkeit von Redoxpotenzialen mit Hilfe des chemischen Gleichgewichts,

F 4 Galvanische Elemente

beschreiben den Aufbau des DANIELL-Elementes, erklären die Entstehung der Potenzialdifferenz (Spannung) zwischen den Halbzellen, erklären die Funktionsweise eines Galvanischen Elementes unter Verwendung geeigneter Reaktionsgleichungen, untersuchen den Einfluss der Art der Elektroden, der Elektrolytlösung, der Elektrodenfläche und des Abstands der Elektroden auf die Spannung und die Stromstärke. leiten ein allgemeines Konstruktionsprinzip eines Galvanischen Elements ab, skizzieren den Aufbau Galvanischer Elemente nach diesem allgemeinen Konstruktionsprinzip, geben eine Definition für den Begriff Galvanisches Element an, beschreiben Galvanische Elemente mithilfe der Kurzschreibweise, berechnen die Spannung Galvanischer Elemente anhand vorgegebener Standardredoxpotenziale, erklären mit Hilfe des chemischen Gleichgewichts den Einfluss von Konzentrationsänderungen auf das Redoxpotenzial von Redoxpaaren und auf die Spannung Galvanischer Elemente.

F 5 Elektrolysen (ohne Überspannungseffekte) als erzwungene Redoxreaktione

beschreiben ein allgemeines Konstruktionsprinzip einer Elektrolysezelle, erklären die Funktionsweise einer Elektrolysezelle, begründen die Elektrodenreaktionen bei einer Elektrolyse mit Hilfe der Standardredoxpotenziale, geben eine Definition für den Begriff Elektrolyse an, führen Experimente zur Elektrolyse von Salzlösungen durch, erklären den Begriff Zersetzungsspannung. vergleichen Elektrolysezelle und Galvanisches Element,

F 6 Brennstoffzelle

definieren den Begriff Brennstoffzelle, erklären das Funktionsprinzip einer H2/O2-Brennstoffzelle unter Verwendung der Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion sowie der Redoxgleichung, erläutern den Aufbau und die Funktionsweise einer H2/O2-Brennstoffzelle am Beispiel der PEFC (polymer elektrolyte fuel cell), auch PEMFC (proton exchange membrane fuel cell) genannt, recherchieren verschiedene Einsatzmöglichkeiten von Brennstoffzellen.

F 7 Korrosion und Korrosionsschutz

geben eine Definition für den Begriff Elektrochemische Korrosion an, unterscheiden Säurekorrosion und Sauerstoffkorrosion unter Verwendung der Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion sowie der Redoxgleichungen, erklären den Begriff Lokalelement, erläutern die elektrochemische Korrosion an geeigneten Beispielen, erklären Methoden des passiven (Eloxieren von Aluminium, Verzinken von Eisen, Galvanotechnik) und aktiven Korrosionsschutzes (Kathodischer Korrosionsschutz mit Opferanode), nennen Alltagsbeispiele für die oben genannten Methoden des Korrosionsschutzes.

G 1.1 Redoxreaktionen

bestimmen die Oxidationszahlen in organischen Molekülen und Ionen, formulieren Reaktionsgleichungen für die vollständige Oxidation organischer Verbindungen zu Kohlenstoffdioxid und Wasser. erstellen ein allgemeines Schema zum Redoxverhalten primärer, sekundärer und tertiärer Alkohole und formulieren die Teilgleichungen für die Oxidation und Reduktion sowie die Redoxgleichungen, unterscheiden Aldehyde und Ketone mit Hilfe eines geeigneten Experimentes und werten dieses mit Hilfe der Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion sowie der Redoxgleichung aus, formulieren für Redoxreaktionen mit organischen Molekülen die jeweiligen Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion sowie die Redoxgleichung,

G 1.2 Protolysereaktionen

beurteilen den Säurecharakter (Acidität) organischer Säuren und den Basencharakter (Basizität) ihrer korrespondierenden Basen anhand ihrer pK-Werte. geben die Definitionen für die I-Effekte (induktive Effekte) an, unterscheiden die Stärke von Monocarbonsäuren, Dicarbonsäuren und halogenierten Carbonsäuren mit Hilfe des I-Effektes, ordnen Monocarbonsäuren, Dicarbonsäuren und halogenierten Carbonsäuren entsprechende pK-Werte zu,

G 2.1.1 Radikalische Substitution (SR)

stellen den Reaktionsmechanismus für die radikalische Substitution (SR) eines Alkans mit einem Halogen in Strukturformeln dar und erläutern diesen unter Verwendung der Fachsprache (Homolyse, Radikal, Kettenstart, Kettenreaktion, Kettenabbruchreaktionen).

G 2.1.2 Veresterung

stellen die Reaktionsgleichung für die säurekatalysierte Veresterung eines Alkohols mit einer organischen Säure in Strukturformeln dar, wenden das Prinzip vom kleinsten Zwang (Prinzip von LE CHA- TELIER und BRAUN) auf die Veresterung als Gleichgewichtsreaktion an, nennen Reaktionsbedingungen, die zur Esterspaltung (Hydrolyse) führen, recherchieren bedeutende anorganische und organische Ester.

G 2.2.1 Elektrophile Addition (AE)

stellen den Reaktionsmechanismus für die elektrophile Addition (AE) von Halogenen und Halogenwasserstoffen an ein Alken mit Hilfe von Strukturformeln dar und erläutern diesen unter Verwendung der Fachsprache (Polarisierung, Elektrophil, 𝛑-Komplex, Heterolyse, 𝛔-Komplex, Carbeniumion), nennen den Wortlaut der MARKOWNIKOW-Regel und wenden sie auf geeignete Additionsreaktionen an, nennen mögliche Auswirkungen der I-Effekte auf die elektrophile Addition,

G 2.2.2 Polymerisation

entwickeln die Formeln verschiedener Polymere aus vorgegebenen Monomeren und stellen Strukturausschnitte in Valenzstrichformel-Schreibweise dar. stellen die Reaktionsgleichung für die Polymerisation von Alkenen in Strukturformeln dar (Kunststoffsynthese), recherchieren moderne Kunststoffe und diskutieren kritisch die Bedeutung hinsichtlich Gesellschaft, Wirtschaft, Umwelt und Nachhaltigkeit (ökologischer Fußabdruck, Mikroplastik, globale Ressourcennutzung, Recycling, Upcycling etc.).