Liste abiturrelevanter Themen im Fach Chemie

Liste abiturrelevanter Themen im Fach Chemie
Allgemeine Chemie


Stöchiometrie
o
Stoffmenge, Mol
o
stöchiometrische Verhältnisse aus Rkt.gleichungen
o
allgemeine Gasgleichung (pV = nRT)
o
Molvolumen, Molmasse
Atommodelle
o
Bohr/Schalenmodell
o
Orbitalmodell

Orbitalarten, -formen

Besetzungsregeln (Hund’sche Regel, Pauliverbot)
 Elektronenkonfiguration


(VB-Modell siehe Bindungslehre)
Bindungslehre
o
Ionenbindung
o
Elektronenpaarbindung
o
Elektronegativität und Auswirkung (polare/unpolare Bindung, Dipol, HBrücken-Bindung, van-der-Waals-Bindung)
o
Valenzbindungsmodell (Hybridisierung, Molekülgeometrie aufgrund
Hybridisierung, Mesomerie)
Alles oberhalb des Striches wurde in 11/1 unterrichtet, stellt aber die Grundlage für
später behandelte Themen dar

Energetik
o
Systembegriff (offenes, geschlossenes, abgeschlossenes/isoliertes System)
o
Reaktionsenthalpie, RH (Wärmeabgabe/-aufnahme des Systems bei
Reaktion unter konstantem Druck, d.h. offenes System),
exotherm/endotherm
o
molare Standardgrößen (  R H m ,  R Sm ,  RGm )
o
o
o
 Standardbedingungen 25 °C / 298 K und 1013 hPa / 1013 mbar
o
molare Standardbildungsenthalpie
o
Satz von Hess
 f H mo
Anwendung: Berechnung von Reaktionsenthalpien aus
1/6
Bildungsenthalpiewerten
 R H mo    f H mo (Produkte )    f H mo (Edukte )
Entropie, molare Standardreaktionsentropie
o
freie Enthalpie, molare freie Standardreaktionsenthalpie
Gibbs-Helmholtz-Gleichung
o

 R Smo
o
 RGmo
 RGmo   R H mo  T   R Smo
Richtung chemischer Reaktionen (G < 0), exergonisch/endergonisch
Reaktionsgeschwindigkeit
o
Definition Reaktionsgeschwindigkeit, Bezug auf Edukt/Produkt, Momentan/Durchschnittsgeschwindigkeit
o
Messung der Reaktionsgeschwindigkeit  Anfangsgeschwindigkeiten
o
Faktoren, welche RG beeinflussen:

Zerteilungsgrad

Konzentration (Reaktionsordnung abgeleitet aus experimenteller
Untersuchung, Zeit-/Geschwindigkeitsgesetz)

Temperatur
o
Kollisionstheorie, Aktivierungsenergie, Boltzmann-Verteilung
o
Arrheniusgleichung
o
Zusammenhang: Zeitgesetz und Reaktionsmechanismus
(geschwindigkeitsbestimmender Schritt…), Bsp. SN1 vs. SN2
o

Katalysator (heterogene/homogene Katalyse, Autokatalyse), -wirkung
Chemisches Gleichgewicht
o
Grundprinzip umkehrbarer Reaktionen: Hin-/Rückreaktion, Geschwindigkeit
der beiden Reaktionen gleich/ungleich
o
Gleichgewichtsverschiebung  Prinzip von LeChatelier

Druck

Temperatur

Konzentrationen
Nutzung: Ausbeuteerhöhung durch Verhinderung einer GG-Einstellung
(Entziehen eines Produktes o.ä.)
o
Anwendung der Prinzipien auf konkrete Versuche/Synthesen

Interpretation/Erklärung der Bauweise von Produktionsanlagen vor
dem Hintergrund der o.g. Prinzipien
o
Löslichkeitsgleichgewichte (Anwendung des chemischen Gleichgewichts)
o
Massenwirkungsgesetz erstellen, interpretieren
2/6
Rechnungen mit dem MWG

 Ausgangs-, Gleichgewichtskonzentrationen, Ermittlung von K, …
o
Zusammenhang G und K
  RGmo
 RG  R  T  ln K (T )  ln K (T ) 
R T
o
m

Säuren und Basen
o
Definitionen: (Arrhenius), BRNSTED
o
Protolysereaktionen = Protonenübertragung
o
Neutralisation
o
Autoprotolyse  pH-Wert

o
Ionenprodukt KW, pKW, pH, pOH
Säurekonstante Ks (pKS) / Basenkonstante KB (pKB)

Herleitung aus MWG
o
Protolysegrad 
o
mehrprotonige Säuren und KS-Werte
o
Berechnung von pH-Werten bei

starken Säuren / Basen

schwachen Säuren / Basen
o
Protolyse in Salzlösungen
o
Richtung von Säure-Base-Reaktionen (Herleitung aus Vergleich von KS
bzw. KB-Werten)
o
Indikatoren  Ermittlung eines passenden Indikators für eine Titration
o
Titrationen

methodisches Vorgehen

rechnerische Auswertung

Titrationskurven (Interpretation, signifikante Punkte und deren
Bedeutung)

Redoxreaktionen
o
Redox-Definitionen (Erweiterung auf Oxidationszahlen)
o
Ermittlung von OZ aus Summen-, Strukturformeln
o
Redoxgleichungen einrichten
o
Galvanische Zellen

Donator-/Akzeptorhalbzelle

Lösungstension, Potenzialbildung, elektrochemisches Gleichgewicht,
Ladungsdoppelschicht

Standardwasserstoffhalbzelle und Standardelektrodenpotenziale
3/6
o
o
Redoxreihe / Spannungsreihe

Ermittlung von Donator-/Akzeptorhalbzelle

Spannungsberechnung bei Galvanischen Zellen

Arbeiten mit der Spannungsreihe (Vorhersage von Reaktionen…)
Nernst-Gleichung

Konzentrationsabhängigkeit von Elektrodenpotenzialen

Konzentrationszellen

Anwendungen: beliebige galvanische Zellen, pH-Elektrode, …
Organische Chemie

Stoffklassen

Alkane
o
homologe Reihe
o
Eigenschaften von Kohlenwasserstoffen auf Basis ihres Molekülbaus
(Struktur-Eigenschafts-Betrachtung; phys. Eigenschaften, Reaktionen)
o

Stellungsisomerie, Nomenklaturregeln
Alkene
o
Struktur-Eigenschafts-Betrachtung
o
Besonderheiten der Doppelbindung (sp2-Hybridisierung und Folgen für
Reaktivität, Molekülbau/Bindungswinkel…)
o

geometrische Isomerie (cis/trans-Isomerie; Stabilität versch. Isomere
Alkanole
o
Struktur-Eigenschafts-Betrachtung (z.B. Kettenlänge  Einfluss auf H2OLöslichkeit: unpolare KWS-Kette vs. OH-Gruppe)

o
Hydroxylgruppe als funktionelle Gruppe
o
Reaktionsmöglichkeiten aufgrund der funktionellen Gruppe
o
Alkoholatbildung
o
Isomerie, Nomenklatur (prim., sek., tert. Alkohole)
o
mehrwertige Alkohole
o
Etherbildung, Vgl. Ether/Alkohol bzgl. Eigenschaften
Alkanale/Alkanone
o
Struktur-Eigenschafts-Betrachtung
o
Carbonylgruppe als funktionelle Gruppe (Vgl. Aldehyd/Keton)
o
Reaktionsmöglichkeiten aufgrund der funktionellen Gruppe

Besonderheit: acide -H-Atome
4/6
o

Nachweis-/Unterscheidungsmethoden: Tollens, Fehling
Alkansäuren
o
Struktur-Eigenschafts-Betrachtungen (z.B. Kettenlänge und Acidität,
Substituenten und Acidität)
o
Carboxylgruppe als funktionelle Gruppe
o
Reaktionsmöglichkeiten aufgrund der funktionellen Gruppe
o
Dicarbonsäuren
o
Spiegelbildisomerie und optische Aktivität (Gibt es natürlich nicht nur bei
Carbonsäuren…)

Aromaten
o
Struktur-Eigenschafts-Betrachtung
o
Hybridisierung
o
aromatischer Zustand: delokalisierte -Elektronen
o
Mesomeriestabilisierung und Folgen für die Eigenschaften/Reaktivität von
Aromaten
o

Phenole als aromatische Alkohole
Farbstoffe
o
o
Ursachen der Farbigkeit

Absorption bestimmter Wellenlängen

Fluoreszenz/Phosphoreszenz
strukturelle Merkmale von Farbstoffen (konjugiertes -Elektronensystem,
delokalisierte -Elektronen)
o
Chromophor
o
Farbregeln (Größe des -Elektronensystems, Bindungsausgleich der
mesomeren Grenzstrukturen)
o
Farbstoffklassen

o
Azofarbstoffe: Struktur, Synthese (Diazotierung, Kupplung)
Indikatorfarbstoffe als Anwendung; Farbwechsel bei Säure-BaseIndikatoren

Mechanismen organischer Reaktionen
o
radikalische Substitution (z.B. Halogenierung von Alkanen)

Strukturmerkmale, welche den Mechanismus beeinflussen (prim.,
sek., tert. Radikal)
o
elektrophile Addition (z.B. bei Alkenen)

Strukturmerkmale, welche den Mechanismus beeinflussen (z.B.
Substituenten mit -/+ I-Effekt)

o
Markownikow-Regel
elektrophile aromatische Substitution
5/6
o

spezielle Formen (Friedel-Crafts-Alkylierung, Nitrierung, …)

Substituenteneffekte bei Zweit-, Drittsubstitution…
nucleophile Substitution

SN1 / SN2  Faktoren, welche die Art des Mechanismus beeinflussen
(prim., sek., tert. C-Atom; Lösemittel, …)
o
Eliminierung

o
Konkurrenz zur Substitution; unter welchen Bedingungen
nucleophile Addition

speziell bei Carbonylverbindungen

ohne detaillierten Mechanismus: Acetalbildung, Bisulfit-Addition,
Addition von Ammoniak/-derivaten
o

Aldoladdition

Iodoformreaktion
Veresterung/saure Esterspaltung

o
Spezialfall der nucleophilen Substitution
Verseifung (alkalische Esterspaltung)
6/6