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Inhalte des Chemieunterrichts in den Klassen 7 bis10
Im der nachfolgenden Auflistung finden Sie die Inhalte des Chemieunterrichts der Klassenstufen 7
bis 10, die laut RRL Chemie zu unterrichten sind. In jeder Klassenstufe wurde das chemische
Grundwissen Stück für Stück erweitert. Das erlernte Grundwissen wird nun in Klasse 11/12
aufgegriffen und in neuen chemischen Zusammenhängen vertiefend behandelt
Beim Einstieg in die Chemie in Klasse 7 drehte sich erst einmal alles um Stoffe und deren Eigenschaften.
Steckbriefe mit typischen Eigenschaften von häufig im Alltag zu findenden Stoffen wurden erstellt und damit
auch erste chemische Grundbegriffe (Löslichkeit, Brennbarkeit, Leitfähigkeit) und Arbeitstechniken zur
Untersuchung dieser Stoffe erlernt. Der Gebrauch des Brenners wurde vermittelt und Gefahrensymbole für
gefährliche Stoffe gelernt. Neben den Reinstoffen wurden dann auch Stoffgemische verschiedenster Art
untersucht. Im Mittelpunkt standen die Möglichkeiten der Trennung/Zerlegung in die Reinstoffe, wobei
typische Eigenschaften der Reinstoffe zum Trennen eine wichtige Rolle spielten. Experimente zum
Dekantieren, Filtrieren und Destillieren lockerten den Unterricht ein wenig auf, sollten aber auch dazu dienen,
das Erstellen eines Protokolls zu lernen.
Im nächsten großen Abschnitt ging es um die Metalle. Stoffe, die nur aus einer Art von kleinsten Teilchen –
den Atomen – bestanden. Die gemeinsamen Eigenschaften wurden betrachtet und recht schnell war klar, dass
die speziellen Eigenschaften eines Metalls die Verwendung bestimmen. Der allgemeine Bau aus Atomen
regte noch einen Abstecher zum Bau von Atomen an, wobei das Kern-Hülle-Modell besprochen wurde. So
nebenbei konnte das Arbeitsmittel PSE sinnvoll mit in den Unterricht integriert werden.
Die Veränderung von Metallen an der Luft führte dann zur Betrachtung der ersten chemischen Reaktion – der
Oxidation. Neue Begriffe wie Symbole, Formeln, Ausgangsstoffe, Reaktionsprodukte, Stoffumwandlung,
Energieumwandlung wurden eingeführt und erste Wort- und Reaktionsgleichungen für Oxidationen konnten
formuliert werden. Das Schwierigste am Aufstellen einer RG - das Ausgleichen – hat sicher so Manchem
schlaflose Nächte bereitet.
Die Untersuchung der Luft mit den beiden Haupt-Inhaltsstoffen Sauerstoff und Stickstoff brachte neue
Begriffe in den Chemiealltag. Das Molekül als kleinstes Teilchen und die Atombindung als eine Art der
chemischen Bindung wurden hier eingeführt genauso wie die Lewis-Formel, die mit Hilfe der
Außenelektronenschreibweise ein Molekül näher charakterisieren sollte. Oktettregel (auch voll besetzte letzte
Schale) wurde als ein wichtiges Bindungskriterium für die Stabilität des kleinsten Teilchens mit ins Rennen
geworfen. Abschließend gab es noch einen ersten Nachweis: die Glimmspanprobe, mit der man den
Sauerstoff als Gas identifizieren konnte.
Letztes Kapitel in Klasse 7 war das Wasser. Neben den typischen Eigenschaften des Wassers und der
vielfältigen Verwendung in Haushalt und Industrie wurde natürlich viel Wert auf die chemische
Zusammensetzung gelegt. Der Begriff Molekül wurde wieder strapaziert und die Polarität der Atombindung
mit ins Spiel gebracht. Der daraus resultierende gewinkelte Bau des Wassers und seine Ladungsschwerpunkte führte zum Lösungsmittel Wasser. Das Lösen von Salzen, die Dissoziation, bedingt durch die Polarität
des Wassers wurde untersucht und dazu Gleichungen formuliert. Hier musste das letzte kleinste Teilchen der
Chemie, das Ion, in der Dissoziationsgleichung in Form der Metall-Ionen und Halogenid-Ionen benutzt
werden. Abschließend wurde Wasser noch elektrolytisch (durch Zufuhr von elektrischem Strom) in seine
Elemente zerlegt. Der Wasserstoff lieferte wieder eine Möglichkeit für ein Nachweis-Experiment: die
Knallgasprobe. Wasserbildung und die Zerlegung wurden dann als klassisches Beispiel für eine umkehrbare
chemische Reaktion charakterisiert.
Stoffe-Eigenschaften-Bau-Bindung-Reaktionsverhalten – wie ein roter Faden ziehen sich diese Begriffe
durch die gesamte weitere Chemie. Die ersten Stoffe wurden betrachtet, die kleinsten Teilchen und deren
Bindungsstrategien erklärt und chemische Reaktionen dieser Stoffe untersucht. So geht es auch in den
höheren Klassenstufen weiter – nicht nur mit einzelnen Stoffen auch mit ganzen Klassen von Stoffen!
Soweit nicht in der 7 geschafft, wurde nun als erster Stoff der Schwefel etwas näher untersucht.
Seine Eigenschaften, die typischen Modifikationen und der Bau wurden besprochen und der Begriff
Nichtmetall eingebracht. Diese Nichtmetalle konnten auch oxidieren und so gab es für die Bildung
von Schwefeldioxid eine Reaktionsgleichung aufzustellen. Dieses Verbrennungsprodukt wurde als
Luftschadstoff ausgemacht und weitere typische Eigenschaften untersucht. Unter anderem kam
seine Löslichkeit in Wasser zur Sprache – der saure Regen als Begriff und saure Lösungen als eine
chemische Eigenschaft von Stoffen wurden neu erlernt. Verantwortlich für den sauren Charakter
war das Wasserstoff-Ion, welches bei der Dissoziation der Säure entstand und durch eine typische
Färbung eines Indikators nachgewiesen werden konnte. Plötzlich gab es noch mehr solcher Säuren,
die alle mit Namen, Dissoziationsgleichung und Namen des Säurerest-Ions gelernt werden mussten.
Als nächste Klasse tauchten die Metallhydroxidlösungen – auch Basen oder Laugen genannt – auf,
die ähnlich den Säuren ein ätzendes Verhalten gegenüber anderen Stoffen zeigten. Ein Hydroxid-Ion
war schnell als typisches Merkmal dieser Basen ausgemacht und auch eine Indikatorfärbung konnte
für diese Substanzen erkannt werden. Gib man Vertreter beider ätzenden Stoffklassen zusammen,
entstand plötzlich etwas völlig harmloses – saure und basische Eigenschaften neutralisierten sich!
Wort- und Reaktionsgleichungen für Neutralisationen wurden geübt und das Wesen und die
Bedeutung von Neutralisationsreaktionen behandelt. Der pH-Wert und die entsprechende Skala
wurden noch eingeführt und damit das Kapitel Säure-Base-Salz beendet.
Der Nachweis einiger typischer Säurerest-Ionen mit den entsprechenden Nachweismitteln stand zum
Üben von Reaktionsgleichungen in Ionenschreibweise als nächstes auf dem Programm. ChloridIonen mit Silbernitrat und Sulfat-Ionen mit Bariumchlorid…als Fällungsreaktionen gekennzeichnet
und experimentell in einer Identifikationsaufgabe nachvollzogen.
Vorletztes Thema in Klasse 8 dann das chemische Rechnen. Stöchiometrie…schweres Wort, mit
etlichen neuen Begriffen wie Stoffmenge, Mol, molare Masse und Berechnungen zu Masseverhältnissen bei chemischen Reaktionen musste jetzt gearbeitet werden. Aufstellen der
Reaktionsgleichung, korrekt ausgleichen, die molaren Massen aller beteiligten Stoffe ermitteln – das
Gesetz von der Erhaltung der Masse beachten und schon waren selbst komplizierteste Masseberechnungen möglich.
Abschließend wurde dann ein zweites Nichtmetall, der Kohlenstoff, etwas näher betrachtet. Bau des
Atoms, Modifikationen (Diamant, Graphit, Fullerene) und typische Eigenschaften dieser Stoffe
wurden betrachtet. Die beiden Oxide kamen als nächstes Thema an die Reihe. Beide wurden auf
Gemeinsamkeiten und Unterschiede untersucht und ihre Verwendung genauer betrachtet. Dabei kam
das Kohlendioxid als Treibhausgas leider nicht ganz so gut weg. Das molare Volumen für Gase
wurde nun eingeführt und Berechnungen für Reaktionen mit Gasen durchgeführt. Die Kohlensäure
sowie der Nachweis von Kohlendioxid und Carbonat-Ionen standen dann neben dem technischen
Kalkkreislauf ganz am Ende der 8.Klasse.
Damit war die anorganische Chemie zuerst einmal abgeschlossen und ein neues Teilgebiet der
Chemie wurde mit Klasse 9 erschlossen – die organische Chemie.
Plötzlich drehte sich alles um Kohlenwasserstoffe…also Verbindungen, die nur aus Kohlenstoff und
Wasserstoff bestanden. Gar nicht so schwer, weil die kleinsten Teilchen ständig Moleküle waren, in
denen die Atome durch gemeinsame Elektronenpaare miteinander verknüpft waren – und man sollte
bis 4 zählen können. Weil der Kohlenstoff eben mal 4 Außenelektronen hat und demzufolge auch
nur 4 Bindungen eingehen kann. Easy! Dann gab es aber doch noch was zu lernen…Stoffklassen.
Viele Stoffe wurden entsprechend ihrer gemeinsamen chemischen Eigenschaften in homologe
Reihen eingeordnet, die wiederum eine Stoffklasse darstellten-wie z.B. die Alkane mit ihren
Einfachbindungen. Unpolare Substanzen, anfangs gasförmig, mit zunehmender Kohlenstoffzahl
fester werdend, brennbar und stets zu einer Substitution bereit. Auch hier gab es typische chemische
Reaktionen. Eine war diese „Austausch von Atomen zwischen den Ausgangsstoffen“-Reaktion,
typisch für gesättigte Kohlenwasserstoffe. Natürlich führte das sofort zu neuen Substanzen: den
Halogenkohlenwasserstoffen (FCKW), bei denen die Benennung (Nomenklatur) gelernt werden
musste. Nicht nur die langkettigen Alkane, auch die längerkettigen Vertreter mit Verzweigungen
durften in der Betrachtung nicht fehlen. Die Nomenklatur dieser isomeren Alkane war gar nicht so
leicht-aber mit einem gutem Auffassungsvermögen schnell zu erlernen.
Ein kleiner Abstecher zum Erdöl und Erdgas, den auf der Erde noch vorkommenden natürlichen
Ressourcen, in denen diese KWS vorkamen war natürlich logisch. Kurz abgehandelt wurde hier die
fraktionierte Destillation und das Cracken von langkettigen Molekülen. Ziel aller Mühen war das
Benzin-ein Gemisch verschiedener Alkane und natürlich unendlich viel gebraucht…
Im Erdöl fanden sich aber nicht nur Alkane…auch cyklische Verbindungen und ungesättigte
Substanzen, wie die Alkene oder Alkine konnte man dort identifizieren. Diese Substanzklassen mit
ihren Doppel- bzw. Dreifachbindungen kamen als nächstes an die Reihe. Typische Reaktion war bei
beiden die Addition, eine Anlagerung von Atomen oder Atomgruppen unter Aufspaltung der
Mehrfachbindung. Die Umkehrung, eine Eliminierung, lernte man auch gleich nebenbei kennen.
Abschließend noch einen Blick auf einen Aromaten-einen ringförmigen Vertreter mit 6 C-Atomen
und delokalisiertem Elektronensextett, Benzen bzw. Benzol und endlich war die Organik erlegt…
Falsch gedacht – ein Fremdatom, der Sauerstoff, durfte plötzlich mit im Molekül auftauchen und
natürlich gab es wieder unendlich viele Derivate der Kohlenwasserstoffe. Los ging es mit den
Alkoholen (leider ohne Verkostung). Ausgestattet mit einer funktionellen Gruppe, der Hydroxylgruppe, konnten wieder viele typische Eigenschaften auf die Polarität dieser Gruppe zurückgeführt
werden. Begriffe wie hydrophiler und hydrophober Teil des Moleküls mussten gelernt werden.
Neben den einwertigen Vertretern mit einer funktionellen Gruppe gab es auch Stoffe, die pro CAtom mit je einer OH-Gruppe ausgestattet waren. Diese mehrwertigen Alkohole findet man sehr
häufig als Inhaltsstoffe natürlich vorkommender Substanzen. Die nächste Substanzklasse waren
dann die Alkanale mit der typischen Aldehydgruppe. Interessant war hier nur der Nachweis mit der
Fehlingschen Probe oder der ammoniakalischen Silbernitratlösung. Bei beiden Nachweisen war ein
ausfallen von typisch gefärbten Metallen zu beobachten. Die Aldehydgruppe hatte durch ihre
reduzierende Wirkung dieses Ausfällen zu verantworten. Letzte grundlegende Stoffklasse waren
dann die Alkansäuren mit ihrer Carboxylgruppe, deren Vertreter natürlich mit Namen, Formel und
Namen des Säurerest-Ions gelernt werden mussten. Natürlich dissozierten diese organischen Säuren
wie die Vertreter aus dem anorganischen Bereich und konnten mit Indikatoren angezeigt werden.
Reaktionen mit Metallen, Metalloxiden und Metallhydroxiden verliefen ähnlich wie in Klasse 8 bei
den klassischen Säuren unter Bildung von Salzen, allerdings nicht so heftig. Eine neue Reaktion, die
der Säuren mit den Alkoholen, führte dann zu weiteren Substanzen-den Estern. Lustig dabei die
Experimente zur Herstellung der Duftaromen- eine Verwendung von Estern. Ester des Propantriol
mit verschiedenen langkettigen gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren-die Fette und fetten Öle
bildeten dann meist den Abschluss der Klasse 9.
Natürlich vorkommende makromolekulare Stoffe, wie die Kohlenhydrate und die Eiweiße, standen
im letzten Grundlagenjahr auf dem Programm der ersten Wochen. Alles rund um die Zucker
(Saccharide) war das erste Thema. Polyhydroxialdehyde bzw. Polyhydroxiketone – so die korrekte
Bezeichnung dieser Verbindungen mussten gelernt und deren Eigenschaften experimentell bestimmt
werden. Kettenform oder Ringform, Sesselform oder Wannenform, glykosidische Verknüpfungen…
schwindelerregende Begriffe die leider alle wichtig waren und verinnerlicht werden mussten.
Experimentell dann noch der Nachweis für Glucose und Stärke und auf ging es zu den Eiweißen.
Vorher allerdings mussten noch die Aminosäuren eingeführt werden. Diese organischen
Verbindungen mit zwei funktionellen Gruppen, Carboxylgruppe und Aminogruppe, sind die
Bausteine der Eiweiße. Zwei Bausteine reagieren zu einem Dipeptid, dann zu einem Tripeptid,
Oligopeptid, Polypeptid …und wenn dann die Bausteine auch noch korrekt in einer Tertiär- und
Quartärstruktur angeordnet sind – dann endlich ist das Eiweiß fertiggebaut. Viele Reaktionsfeinde
haben diese Eiweiße, die natürlich im Experiment mit Hünereiweiß ertappt werden konnten:
verdünnte und konzentrierte Säuren, Wärme, Schwermetalle – alle diese Stoffe oder Einflüsse
führten zu einer Denaturierung der Eiweiße.
Nicht in jedem Fall hat sich dann ein Praktikum zu Arten chemischer Reaktionen angeschlossen.
Manchmal hat einfach die Zeit dafür gefehlt, häufig aber waren diese Teilthemen schon in anderen
Unterrichtseinheiten mit eingearbeitet. In diesem Kapitel ging es noch einmal zusammenfassend um
die Merkmale einer chemischen Reaktion: Stoff- und Energieumwandlung, Teilchenänderung und
Umbau chemischer Bindungen. Merkmale, die man bei allen bisher kennengelernten Reaktionen
finden und nachweisen kann.
Zu guter Letzt stand noch die Elektrochemie auf dem Programm. Schwerpunkt Nummer Eins war
das Erlernen der Oxidationszahlen. Nur mit diesem Hilfsmittel konnten die Redoxreaktionen
identifiziert werden, die Grundlage elektrochemischer Vorgänge sind. Elektronenabgabe auf der
einen Seite, Elektronenaufnahme auf der anderen Seite-so funktioniert ein galvanisches Element.
Alle Grundbegriffe rund um galvanische Zellen wurden erlernt und auf praktische Beispiele
übertragen. Das waren die einfache Zink-Kohle-Batterie, die Alkali-Mangan-Zelle und die Knopfzellen als Primärelemente sowie der Nickel-Cadmium-Akku und der Bleiakku als Sekundärelemente.
Das Wiederaufladen führte dann anschließend zur Herstellung von Stoffen durch erzwungen
ablaufende Redoxreaktionen : die Elektrolyse. Auch hier gab es Grundbegriffe rund um die
Elektrolysezelle zu erlernen. Schmelzflußelektrolysen und Elektrolysen in wäßriger Lösung wurden
verglichen, dabei Gemeinsamkeiten und Unterschiede herausgestellt. Einfache Berechnungen mit
den Faradayschen Gesetzen rundeten dann das letzte Kapitel in Chemie 10 ab.
=> Soweit der Stoff der Klassen 7 bis 10. Sicher fehlt hier oder da noch ein Teilkapitel oder Kapitel
sind nicht ganz vollständig wiedergegeben-aber im Prinzip ist hier das Grundgerüst beschrieben,
welches man in die Klasse 11 mitnehmen sollte. Bitte um Nachsicht bei der Überprüfung auf
Rechtschreibung oder Grammatik .