Chemie – eine Naturwissenschaft

die Chemie als Naturwissenschaft kennzeichnen die Bedeutung der Chemie für verschiedene Lebensbereiche erläutern ausgewählte Stoffe anhand ihrer Eigenschaften charakterisieren und erkennen das Gefahrenpotenzial von Stoffen anhand der Kennzeichnung einschätzen und die; Sicherheitsbestimmungen entsprechend der Arbeitsanweisung einhalten chemische Reaktionen und physikalische Vorgänge anhand der Stoff- und; Energieumwandlung unterscheiden den energetischen Verlauf bei chemischen Reaktionen beschreiben:; Energieformen und deren Umwandlungen; Energieschemata für exotherme und endotherme Reaktionen; Aktivierungsenergie Stoff- und Energieumwandlung als Merkmal der chemischen Reaktion kennzeichnen die Wirkung eines Katalysators auf die Aktivierungsenergie beschreiben und im; Energieschema darstellen Wortgleichungen für chemische Reaktionen formulieren (Bestimmen von; Ausgangsstoffen und Reaktionsprodukten, Bedeutung des Reaktionspfeils); Das Experiment als Methode zur Erkenntnisgewinnung

Atombau – Periodensystem der Elemente (PSE)

die Bedeutung des Experiments erläutern ein Versuchsprotokoll erstellen Geräte benennen sowie Bau und Funktionsweise eines Brenners beschreiben; im Schülerexperiment:; Stoff- und Energieumwandlungen bei chemischen Reaktionen unter Anleitung planen,; durchführen und auswerten; Geräte sicher handhaben und den Brenner unter Beachtung der Sicherheitsregeln; nutzen den Atombau anhand folgender Modelle beschreiben und die Bedeutung von Modellen; erläutern:; Kugelteilchenmodell; Kern-Hülle-Modell; Schalenmodell den Aufbau eines Atoms aus Protonen, Neutronen und Elektronen beschreiben die Stoffmenge n und die molare Masse M definieren sowie Berechnungen durchführen:; molare Massen von Verbindungen unter Verwendung des PSE; Masse, molare Masse und Stoffmenge für Elemente und Verbindungen die Begriffe Stoffmenge n und molare Masse M definieren und Berechnungen der; Masse, molaren Masse und Stoffmenge durchführen

Molekülsubstanzen

die Ordnungsprinzipien des PSE beschreiben den Zusammenhang zwischen Atombau und Stellung des Elements im PSE erläutern:; Ordnungszahl; Periodennummer; Hauptgruppennummer für die ersten 20 Elemente des PSE die Besetzung der Schalen im Energieniveau-; schema darstellen die Elektronen der äußersten Schale als Valenzelektronen benennen und die LEWIS-; Formeln der Atome von Hauptgruppenelementen angeben die Elemente aufgrund ihrer Stellung im PSE den Metallen und Nichtmetallen zuordnen die Begriffe Ion (Anion, Kation) und Molekül definieren und die Bildung der Ionen mit der; Oktettregel erklären die Aussagen chemischer Symbole und Formeln angeben die chemische Zeichensprache als international einheitliche Schreibweise kennzeichnen; Sauerstoff den Anteil von Sauerstoff im Stoffgemisch Luft angeben Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten von Sauerstoff nennen das Sauerstoff-Molekül beschreiben:; Molekülformel; Elektronenpaarbindung; Anwenden der Oktettregel; Valenzstrichformel die Verbrennung als chemische Reaktion mit Sauerstoff (Oxidation) kennzeichnen und; das Reaktionsprodukt als Oxid bezeichnen die Glimmspanprobe als Nachweis für Sauerstoff beschreiben den Begriff chemische Verbindung definieren die Namen ausgewählter Metalloxide und Nichtmetalloxide aus den Formeln ableiten Reaktionsgleichungen (Wort- und Formelgleichungen) für Oxidationsreaktionen; formulieren die Bedingungen für das Entstehen eines Feuers nennen sowie Maßnahmen des; Brandschutzes und der Brandbekämpfung ableiten; im Schülerexperiment:; Sauerstoff durch die Glimmspanprobe nachweisen; Eisen verbrennen; Wasserstoff den Bau des Wasserstoff-Moleküls beschreiben; Molekülformel; Elektronenpaarbindung; Valenzstrichformel Eigenschaften von Wasserstoff nennen den Zusammenhang zwischen Eigenschaften und Verwendungen des Wasserstoffs; herstellen Wasserstoff-Luft-Gemische als Knallgas benennen und die Knallgasprobe beschreiben die Oxidation von Wasserstoff als chemische Reaktion unter Verwendung des Kugel-; teilchenmodells darstellen, die Teilchenänderung beschreiben und als Merkmal der; chemischen Reaktion kennzeichnen Wasserstoff als Energieträger beschreiben:; Energieabgabe bei der Oxidation von Wasserstoff; Zersetzung des Wassers als Umkehrreaktion zur Synthese von Wasser aus den; Elementen (Wort- und Formelgleichung); Wasserstofftechnologie, Bedeutung eines Katalysators; im Schülerexperiment:; Wasserstoff herstellen; Wasserstoff pneumatisch auffangen; Wasserstoff durch die Knallgasprobe nachweisen; Wasser Wasser als Reinstoff charakterisieren und vom umgangssprachlich genutzten Begriff; Wasser (z. B. Trinkwasser, Mineralwasser) abgrenzen das Wasser-Molekül als Dipol beschreiben:; Valenzstrichformel; polare Elektronenpaarbindung; Differenz der Elektronegativitätswerte EN; Kennzeichnung der Partialladungen (+, −) die polare und die unpolare Elektronenpaarbindung unterscheiden Wasserstoffbrücken als zwischenmolekulare Wechselwirkung beschreiben aus der Struktur des Wasser-Moleküls Eigenschaften des Wassers ableiten den nachhaltigen Umgang mit der Ressource Wasser (z. B. im Haushalt) bewerten; im Schülerexperiment:; Löseverhalten verschiedener Stoffe in Wasser (z. B. Emulsion, Suspension, Lösung); vergleichen; Systematisierung

Metalle

die Begriffe Stoff, Reinstoff (chemisches Element, chemische Verbindung) und; Stoffgemisch (Emulsion, Suspension, Lösung, Nebel, Rauch) definieren, in einem; Begriffssystem ordnen und Beispiele nennen Molekülsubstanzen als Stoffgruppe kennzeichnen die Bildung von Molekülen als Möglichkeit zur Erreichung einer stabilen Außenschale; (Oktettregel) beschreiben Aussagen von Formeln und Symbolen auf Teilchen- und Stoffebene unterscheiden; Metalle Metalle als Reinstoffe und Legierungen als Stoffgemische kennzeichnen den Bau der Metalle (Metall-Ion, Elektronengas) und die Metallbindung beschreiben Zusammenhänge zwischen Struktur und Eigenschaften sowie zwischen Eigenschaften; und Verwendung am Beispiel von Metallen und Legierungen erläutern; im Schülerexperiment:; ausgewählte Eigenschaften von Metallen (elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleit-; fähigkeit, Verformbarkeit) untersuchen; * Metalloxide als Ionensubstanzen die Oxidation von Metallen als chemische Reaktion mit Sauerstoff charakterisieren:; Bindungsänderung als Merkmal einer chemischen Reaktion; Wort- und Formelgleichungen die Ionenbildung am Beispiel von Magnesiumoxid beschreiben:; Anwendung der Oktettregel; Elektronenabgabe bzw. -aufnahme; Ladungsbestimmung anhand der Protonen- und Elektronenzahl den Begriff Ionenbindung definieren Formeln für Metalloxide aufstellen Aussagen von Formeln und Symbolen auf Teilchen- und Stoffebene unterscheiden das Gesetz von der Erhaltung der Masse auf chemische Reaktionen anwenden; im Schülerexperiment:; ein Metall oxidieren; * Herstellung der Metalle die Reduktion von Metalloxiden als chemische Reaktion unter Sauerstoffabgabe; charakterisieren die Redoxreaktion als Sauerstoffübertragung am Beispiel der Metallgewinnung aus; Metalloxiden beschreiben:; Wort- und Formelgleichungen; Kennzeichnung von Oxidation und Reduktion als Teilreaktion; Donator-Akzeptor-Vorgänge

Säuren und saure Lösungen

die Herstellung von Roheisen im Hochofen beschreiben:; Wort- und Formelgleichung für den Gesamtprozess; Gegenstromprinzip, kontinuierliche Prozessführung; Energiebedarf; Umweltaspekte Bedingungen für Korrosion nennen Maßnahmen des Korrosionsschutzes bei Eisen ableiten und die Bedeutung des; Korrosionsschutzes erläutern Stahl als Veredelungsprodukt von Roheisen beschreiben:; Altmetalle als Wertstoffressource zur Stahlherstellung; Verwendung von Stahl; im Schülerexperiment:; ein Metalloxid mit Kohlenstoff reduzieren

Basen und basische Lösungen

Formeln und Namen ausgewählter Säuren sowie deren Säurerest-Ionen (Cl−, CO32−,; NO3−, SO42−, SO32−, PO43−) nennen Säuren und saure Lösungen unterscheiden:; Säuren als Molekülsubstanzen; Dissoziation in wässriger Lösung zu Wasserstoff-Ionen und Säurerest-Ionen; (ARRHENIUS); Dissoziationsgleichungen; Verhaltensregeln beim Umgang Eigenschaften saurer Lösungen nennen:; charakteristische Färbung von Indikatoren (pH-Wert < 7); ätzende Wirkung; elektrische Leitfähigkeit die Bildung saurer Lösungen aus Nichtmetallen sowie aus Nichtmetalloxiden; beschreiben und Wort- und Formelgleichungen formulieren die Verwendung von sauren Lösungen an Beispielen erläutern; im Schülerexperiment:; Schweflige Säure ausgehend von Schwefel herstellen und mit Indikator untersuchen; die elektrische Leitfähigkeit von sauren Lösungen prüfen

Neutralisation

die Namen ausgewählter Metallhydroxide nennen und Formeln aufstellen Basen und basische Lösungen unterscheiden:; Metallhydroxide als Ionensubstanzen; Dissoziation in wässriger Lösung zu Hydroxid-Ionen und Metall-Kationen (ARRHENIUS); Dissoziationsgleichungen; Verhaltensregeln beim Umgang Eigenschaften basischer Lösungen nennen:; charakteristische Färbung von Indikatoren (pH-Wert > 7); ätzende Wirkung; elektrische Leitfähigkeit

Salze

die Bildung basischer Lösungen aus Metallen sowie aus Metalloxiden beschreiben und; Wort- und Formelgleichungen formulieren die Verwendung von Basen und basischen Lösungen an Beispielen erläutern; im Schülerexperiment:; Calciumhydroxid-Lösung ausgehend von Calcium herstellen und mit Indikator; untersuchen den Begriff Neutralisation definieren:; Reaktion von sauren und basischen Lösungen; Reaktion von Wasserstoff- und Hydroxid-Ionen

Systematisierung

Neutralisationen als Wort- und Ionengleichung formulieren die Bedeutung der Neutralisation an ausgewählten Beispielen erläutern; im Schülerexperiment:; eine Neutralisation mit Farbindikator durchführen Formeln für Salze unter Berücksichtigung der Ionenladungen aufstellen Vorkommen und Verwendung ausgewählter Salze nennen den Bau des Ionengitters beschreiben den Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften (Verformbarkeit, elektrische; Leitfähigkeit, Schmelztemperatur) erläutern das Lösen von Salzen als chemische Reaktion kennzeichnen (Hydratation) die Bildung von Salzen beschreiben und Wort- und Formelgleichungen formulieren Fällungsreaktionen als Nachweisreaktionen von Ionen (Cl−, SO42−) beschreiben; im Schülerexperiment:; die elektrische Leitfähigkeit von Salzkristallen und Salzlösungen untersuchen; Cl−, SO42− durch Fällungsreaktionen nachweisen; ausgewiesenen Themen Gegenstand des Unterrichts.

Selbst- und Sozialkompetenz

Teilchenarten vergleichen:; Atom; Molekül; * Ion Bindungsarten vergleichen:; unpolare und polare Elektronenpaarbindung; Metallbindung; * Ionenbindung Stoffgruppen vergleichen:; Metalle; Molekülsubstanzen; * Ionensubstanzen Merkmale chemischer Reaktionen an Beispielen erläutern:; Stoff- und Energieumwandlung; Teilchenänderung und Umbau chemischer Bindungen; geeigneten Lernsituationen: individuell und in kooperativen Lernformen arbeiten und in diesem Kontext; Lernziele formulieren und ihre Lernergebnisse einschätzen; Verhaltensregeln festlegen bzw. einhalten und das Verhalten reflektieren; Verantwortung für das eigene Lernen übernehmen; zielstrebig lernen; Hilfe annehmen und geben mit Erfolgen und Misserfolgen angemessen umgehen mit Konflikten angemessen umgehen ihre Meinung begründet einbringen und sich für andere Meinungen offen zeigen sachgerecht kommunizieren respektvoll mit anderen Personen umgehen; geeigneter fachlicher Kontexte: Fachwissen angemessen anwenden, um Kontexte, z. B.; sich einen eigenen Standpunkt zu bilden und Brandbekämpfung, Wasserstoff-; diesen begründet zu vertreten technologie, Korrosionsschutz, saure; verantwortungsvoll zu entscheiden bzw. zu und basische Lösungen im Haushalt; handeln; die Chemie als empirische Wissenschaft zu Überprüfen von Hypothesen anhand; verstehen und die Vorläufigkeit wissenschaftvon Daten aus Experimenten; licher Erkenntnisse anzuerkennen; Weiterentwicklung des PSE; ein naturwissenschaftlich geprägtes Weltbild Bedeutung von Modellen (z. B.; zu entwickeln Atommodelle),; Verständnis von Zusammenhängen; (Periodensystem der Elemente); Gewinnung von Daten aus; Experimenten; pseudowissenschaftliche Darstellungen und irreführende Produktbeschreibungen in; Falschinformationen zu erkennen, Werbung und sozialen Medien (z. B.; „pH-neutral“, „ohne Chemie“), fehler-; hafte Verwendung der Fachsprache im; Alltag (z. B. „natriumarmes Mineral-; wasser“); mit Gefahrstoffen sachgemäß umzugehen Einschätzung des Gefahrenpotenzials; von Stoffen anhand der Kenn-; zeichnung, z. B. Lagerung und; Gebrauch von Haushaltschemikalien; Abschluss; Bis Abschluss der Klassenstufe 9 ist nachfolgend ausgewiesene Sach- und; Methodenkompetenz zu entwickeln. Dabei ist die unter 2 beschriebene Fachkompetenz zu; berücksichtigen.; Kohlenstoff und Kohlenstoffoxide

Kohlenwasserstoffe

den Zusammenhang zwischen Atombau und Stellung des Kohlenstoffs im PSE erläutern Diamant und Graphit als Modifikationen des Kohlenstoffs nennen und an diesen den; Zusammenhang zwischen Struktur, Eigenschaften und Verwendung erläutern das Kohlenstoffdioxid-Molekül beschreiben:; polare Elektronenpaarbindung; kein Dipolmolekül Kohlenstoffdioxid und Kohlenstoffmonooxid gegenüberstellen:; Eigenschaften; Bildung durch vollständige bzw. unvollständige Verbrennung die Bedeutung des Kohlenstoffdioxids in der Natur (z. B. Fotosynthese, Treibhausgas); erläutern Maßnahmen zur Reduzierung von Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre nennen den Nachweis von Kohlenstoffdioxid mit Calciumhydroxid-Lösung beschreiben molares Volumen Vm definieren den technischen Kalkkreislauf und die Bedeutung von Kalk für die Baustoffindustrie; erläutern sowie die Wortgleichungen der Reaktionen formulieren; im Schülerexperiment:; Kohlenstoffdioxid mit Calciumhydroxid-Lösung nachweisen; Kohlenwasserstoffe anorganische von organischen Verbindungen abgrenzen den Begriff Kohlenwasserstoffe definieren den Molekülbau der n-Alkane als gesättigte Kohlenwasserstoffe beschreiben:; die C-C-Einfachbindung als Strukturmerkmal; Summenformel, Valenzstrichformel und Halbstrukturformel die Merkmale der homologen Reihe auf die n-Alkane anwenden:; übereinstimmende Strukturmerkmale; Erweiterung um „CH2“-Molekülgruppe; allgemeine Summenformel van-der-Waals-Kräfte als zwischen-molekulare Wechselwirkungen beschreiben den Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften der n-Alkane erläutern:; unterschiedliche Siedetemperaturen; ähnliche chemische Eigenschaften den Zusammenhang von Eigenschaften und Verwendungen ausgewählter Alkane; erläutern (z. B. Methan – Erdgas, Propan und Butan – Flüssiggas, Octan – Benzin,; Decan – Diesel, Octadecan – Kerzenparaffin) n-Alkane bis n-Decan und verzweigte Alkane benennen und dabei die Nomenklatur-; Regeln nach IUPAC anwenden Reaktionen der Alkane beschreiben und Reaktionsgleichungen formulieren:; vollständige und unvollständige Verbrennung; Substitution; Eliminierung

Alkohole und Carbonsäuren

den Molekülbau von Ethen und Ethin als Vertreter ungesättigter Kohlenwasserstoffe; beschreiben:; C-C-Doppelbindung bzw. C-C-Dreifachbindung als funktionelle Gruppe; Valenzstrichformel und Halbstrukturformel Reaktionen der Alkene und Alkine beschreiben und Reaktionsgleichungen formulieren:; Verbrennung; Addition; Polymerisation (am Beispiel von Ethen und Propen) Verwendung und Recycling der Polymerisate Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP); erläutern; im Schülerexperiment:; Brennbarkeit und Löslichkeit ausgewählter Alkane untersuchen; Eigenschaften verschiedener Kunst-stoffe untersuchen (z. B. Dichte gegenüber; Wasser, Reaktion mit sauren, basischen sowie Salzlösungen); Bis Abschluss der Klassenstufe 10 ist nachfolgend ausgewiesene Sach- und; Methodenkompetenz zu entwickeln. Dabei ist die unter 2 beschriebene Fachkompetenz zu; berücksichtigen.; Alkohole und Carbonsäuren die Herstellung von Ethanol beschreiben und die Reaktionsgleichung formulieren:; durch alkoholische Gärung das Ethanol-Molekül beschreiben:; Valenzstrichformel; Hydroxygruppe als funktionelle Gruppe; Kennzeichnen von Partialladungen

Ammoniak

aus der Struktur des Ethanol-Moleküls Eigenschaften von Ethanol (Siedetempe-ratur,; Löslichkeit in Wasser) ableiten die Destillation von Wein zu Branntwein beschreiben Vertreter der homologen Reihe der Alkanole und einfache Alkohole benennen und die; Nomenklatur-Regeln nach IUPAC anwenden Bedeutung und Verwendung weiterer Alkohole nennen, z. B. Propan-1,2,3-triol; (Glycerin), Hexan-1,2,3,4,5,6-hexol (Sorbit) die Herstellung von Ethansäure durch Essigsäuregärung beschreiben und die; Reakleichung formulieren das Ethansäure-Molekül beschreiben:; Valenzstrichformel; Carboxygruppe als funktionelle Gruppe Ethansäure-Lösung als saure Lösung charakterisieren (pH-Wert) Vorkommen, Bedeutung bzw. Verwendung ausgewählter Carbonsäuren recherchieren; im Schülerexperiment:; Ethanol (Löslichkeit, pH-Wert) untersuchen; Eigenschaften saurer Lösungen am Beispiel der Ethansäure-Lösung (z. B. pH-Wert,; Reaktionen mit unedlem Metall und mit Calciumcarbonat) untersuchen

Verlauf chemischer Reaktionen und Systematisierung

Vorkommen, Eigenschaften und Verwendung von Ammoniak nennen das Ammoniak-Molekül beschreiben:; Valenzstrichformel; Kennzeichnen von Partialladungen; Dipolmolekül die Reaktionen mit Protonenübergang beschreiben:; Chlorwasserstoffmit Ammoniak-Molekülen (Herstellung von Ammoniumchlorid); Ammoniakmit Wasser-Molekülen den Nachweis der Ammonium-Ionen beschreiben die Herstellung von Ammoniak im Syntheseofen nach dem HABER-BOSCH-Verfahren; erläutern, Reaktionsbedingungen nennen und die Arbeitsprinzipien beschreiben; im Schülerexperiment:; NH4+ nachweisen; Bildung von Ammoniumchlorid untersuchen

Selbst- und Sozialkompetenz

Merkmale chemischer Reaktionen an Beispielen beschreiben:; Stoff- und Energieumwandlung; Teilchenänderung und Umbau chemischer Bindungen das Gesetz von der Erhaltung der Masse auf chemische Reaktionen mit vollständigem; Stoffumsatz anwenden und einfache stöchiometrische Berechnungen (Masse und Volumen); durchführen die Reaktionsgeschwindigkeit an einem Beispiel beschreiben:; Temperaturabhängigkeit; Konzentrationsabhängigkeit; Zerteilungsgrad der Ausgangsstoffe; Katalyse den Verlauf der Reaktion im Konzentrations-Zeit-Diagramm darstellen Regelmäßigkeiten aus dem Periodensystem der Elemente ableiten (z. B. Atombau,; Elektronegativität) und anwenden; im Schülerexperiment:; ein Modellexperiment zur Darstellung des Zusammenhangs zwischen der; Konzentration der Ausgangsstoffe und der Zeit (vollständiger Reaktionsumsatz); durchführen; geeigneten Lernsituationen. individuell und in kooperativen Lernformen arbeiten und in diesem Kontext; Lernziele formulieren, Lernprozesse strukturieren, ihre Lernergebnisse einschätzen; bzw. Schlussfolgerungen ziehen; Verhaltensregeln festlegen und einhalten sowie ihr Verhalten reflektieren; Verantwortung für das eigene Lernen übernehmen; zielstrebig lernen; Hilfe annehmen und geben mit Erfolgen und Misserfolgen angemessen umgehen ohne sich durch Misserfolge; demotivieren bzw. vom Ziel abbringen zu lassen Kompromissbereitschaft zeigen sowie mit Konflikten angemessen umgehen ihre Meinung begründet einbringen, sich für andere Meinungen offen zeigen bzw. sich; mit anderen Positionen sachlich auseinandersetzen sach-, situations- und adressatengerecht kommunizieren respektvoll mit anderen Personen umgehen; geeigneter fachlicher Kontexte. Fachwissen angemessen anwenden, um: Kontexte, z. B.; Informationen aus Printmedien und Bedeutung von Kohlenstoffdioxid in der; digitalen Medien (u. a. Suchmaschinen- Natur, Herstellung und Recycling von