Curriculum Chemie - Schulzentrum Dialog

Curriculum(vorläufig) Chemie Klasse 7‐10 Gültig ab Schuljahr 2013/2014 Realschule‐Dialog Köln Stand: 17.07.2013 Dr. Ahmet Dogan & Hüseyin Araz Klasse 7/8 Stdn Themen Hinweise I. Sicherheit Sicherheitsregeln Umgang mit dem Gasbrenner Sicheres Experimentieren Die Schülerinnen und Schüler können, die Sicherheitsregeln erkennen, mündlich und schriftlich die Regeln zurückgeben, beim Gefahrzustand handeln und entsprechend reagieren, mit Gasbrenner arbeiten, mit Chemikalien sicher umgehen, Gefahr bei den Chemikalien erkennen, Experimentsysteme sicher aufbauen, ausbauen, Reaktionsprodukte entsprechend entsorgen bzw. lagern. II. Stoffe und ihre Eigenschaften Untersuchung von Reinstoffen Metalle und Nichtmetalle Einfaches Teilchenmodell und seine Anwendung für Aggregat‐
zustände und Diffusion Gemische, homogen und heterogen Lösungen Trennmethoden zur Gewinnung von Reinstoffen: Chromatographie und Destillation Die Schülerinnen und Schüler können, wichtige Eigenschaften und Kombinationen von 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 Sicher‐
heitsmaßnahmen anwenden und Stoffeigenschaften experimentell ermitteln (Schmelztemperatur, Siede‐
temperatur, 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)) das Teilchenmodell zur Erklärung von Aggregat‐zuständen, Diffusions‐ und Lösungsvorgängen anwenden 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 III. Chemische Reaktionen Beispiele chemischer Reaktionen Die Schülerinnen und Schüler können, den Aufbau ausgewählter Stoffe darstellen und Teilchenarten zuordnen (Atom, Molekül, Ion, Gitter) Synthese und Analyse Element und Verbindung Metall und Nichtmetall Einführung von einfachen Formeln und Reaktionsgleichungen Exotherme und endotherme Reaktionen Energiediagramm ein sinnvolles Ordnungsschema zur Einteilung der Stoffe erstellen (Stoff, Reinstoff, Element, Verbindung, Metall, 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) IV. Ausgewählte Stoffe Die Schülerinnen und Schüler können, Die Luft als Gasgemisch und ihre wichtige Eigenschaften und Kombinationen von Zusammensetzung Eigenschaften (Farbe, Geruch, Aggregatzustand, Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Dichte, Löslichkeiten) ausgewählter Stoffe angeben (Luft, Sauerstoff, Stickstoff, Eigenschaften und Nachweis von Argon, Kohlenstoffdioxid, Wasser) Sauerstoff Verbrennungen als Reaktionen mit Massenänderung experimentell ermitteln Sauerstoff ein einfaches quantitatives Experiment durchführen Massenveränderung bei (Ermittlung eines Massenverhältnisses, Kupfer mit Schwefel) Verbrennungen Lavoisier (1743‐1794) Gesetz der Erhaltung der Masse Computereinsatz zur Massenbestimmung: Verbrennung von Oxidation und Reduktion Eisenwolle (Massenbestimmung von Eisen und Eisenoxid); Kerze (schwere Flamme) Metallgewinnung Massengesetze anwenden (Gesetz der Erhaltung der Masse, Redoxreaktion als Gesetz der konstanten Massenverhältnisse) Sauerstoffübertragung Reduktion eines Metalloxids, Redoxreaktionen als Sauerstoffübertragung oder als Wasserstoffübertragung oder Kohlenstoffdioxid als als Elektronenübergang erklären Verbrennungsprodukt Thermit‐Verfahren Nachweis von Kohlenstoffdioxid Eigenschaften von Kohlenstoffdioxid ermitteln Experimentell Nachweis mit Calciumcarbonat durchführen Brandbekämpfung, Handhabung und Wirkung eines Feuerlöschers Brandverhütung Maßnahmen zum Brandschutz planen, durchführen und erklären Wasser: Eigenschaften, Nachweis die Eigenschaften von Wasser angeben und Bedeutung Klasse 9/10 Stdn Themen Hinweise I. Saure‐Lauge Die Schülerinnen und Schüler können, Neutrale, saure und alkalische die Bedeutung saurer, alkalischer und neutraler Lösungen für Lösungen Lebewesen erörtern Indikatoren; pH‐Skala bei wässrigen Lösungen die Fachausdrücke „sauer“, „alkalisch“, „neutral“ der pH‐Skala zuordnen Rotkohlsaft als Indikator: Schülerübungen Analyse und Synthese von Wasser Felsenkirschen als Indikator: Schülerübungen Eigenschaften und Nachweis von Wasserstoff Elektrolyse oder Thermolyse; Bildung im Eudiometer Katalysator Schülerübungen: Spritzenexperimente mit Gasen Knallgasreaktion den Aufbau ausgewählter Stoffe darstellen und Atom und Molekül Teilchenarten zuordnen (Atom, Molekül, Ion) Reaktionsgleichungen den Informationsgehalt einer chemischen Formel erläutern Atom‐ und Molekülmasse (Verhältnisformel, Molekülformel, Strukturformel) Stoffmenge und ihre Einheit Mol Einsatz an geeigneten Stellen (hier: Molare Masse M Wasser/Wasserstoff/Sauerstoff) Reaktionsgleichung als quantitative Dalton‐Modell, Loschmidtsche Zahl/Avogadro‐Konst. Beschreibung einer Reaktion n = m/M Auswertung von Gasreaktionen und Dichte von Gasen Molares Volumen ermitteln Satz von Avogadro n = V/Vm die Bedeutung des Wasserstoffs als Energieträger erläutern Wasserstoff als Sekundär‐
Energieträger der Zukunft wichtige Eigenschaften und Kombinationen von Eigenschaften (Glanz, Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Lithium, Natrium, Kalium, Verformbarkeit, elektrische Leitfähigkeit, Dichte) Magnesium, Calcium ausgewählter Stoffe angeben (Lithium, Natrium, Kalium, Metalleigenschaften, Reaktivität Magnesium, Calcium), mit anderen Metallen vergleichen Alkalimetalle als Elementgruppe Affinitätsreihe (Redoxreihe), Eisen, Kupfer, Silber Natriumhydroxid, Kalium‐hydroxid Gehaltsbestimmung durch Messung der Leitfähigkeit (S) u. Calciumhydroxid Wässrige Lösungen als Laugen Nachweis mit Indikatoren Beispiele für alkalische und saure Lösungen angeben 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 (Natronlauge, Ammoniaklösung, Salzsäure, Kohlensäure, Lösung einer weiteren ausgewählten Säure) wichtige Eigenschaften und Kombinationen von 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 wichtige Eigenschaften und Kombinationen von 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 II. Periodensystem und Atombau Periodensystem als Ordnungs‐
prinzip und Informationsschema Historische Entwicklung des PSE Elementarteilchen der Atome Verteilung der Elementar‐teilchen im Atom: Kern‐Hülle‐Modell; Schalenmodell Zusammenhang zwischen Atombau und Stellung des Elements im PSE Die Schülerinnen und Schüler können, die Hauptgruppenelemente, ihre Gruppe und einige Elemente erkennen Meyer (1830‐1895), Mendelejew (1834‐1907) angeben 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, 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 III. Salze und Ionenbindung Die Schülerinnen und Schüler können, Salzbildung durch Reaktion Metall + Nichtmetall Der Ionenbegriff Ionenbildung als die Ionen in Lösung und Schmelze durch Leitfähigkeitsmessung nachweisen das Donor‐Akzeptorprinzip am Beispiel von Elektronen‐ und Protonenübergängen anwenden (Reaktion eines Metalls mit einem Nichtmetall, Elektrolyse einer Salzlösung, Reaktion von Elektronenübergang Eigenschaften und Bau von Ionenverbindungen Verhältnisformel von Salzen Stoffumsatzberechnungen bei einfachen Salzbildungen Elektrolyse von Salzlösungen als erzwungene Redoxreaktion Metallbindung 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 z.B. CuCl2; ZnI2 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 Redoxreaktionen als Sauerstoffübertragung oder als Wasserstoffübertragung oder als Elektronenübergang erklären mit dem Elektronengasmodell erklären IV. Molekulare Stoffe und Atombindung Molekulare Stoffe und ihre Eigenschaften Stoffumsatzberechnungen bei einfachen Molekülbildungen Die Schülerinnen und Schüler können, wichtige Eigenschaften und Kombinationen von Eigenschaften (Farbe, Geruch, Aggregatzustand, Schmelztemperatur, Siedetemperatur, elektrische Leitfähigkeit, Dichte, Löslichkeiten) bekannte Molekülverbindungen (H2; N2; O2; CO2; H2O) angeben wichtige Größen erläutern (Teilchenmasse, Stoffmenge, molare Masse, Stoffmengenkonzentration) n = m/M; m = n ּ M n = V/Vm; V = n ּ Vm Berechnungen durchführen und dabei auf den korrekten Umgang mit Größen und deren Einheiten achten Oktettregel, Pauling (1901‐1994) Bildung von Molekülen die Molekülbildung durch Elektronenpaarbindung unter Anwendung der Edelgasregel erläutern Atombindung Verbindungen nach dem Bindungstyp ordnen (Elek‐
(Elektronenpaarbindung) tronenpaarbindung, Ionenbindung) den räumlichen Bau von Molekülen mithilfe eines geeigneten Modells erklären Bau von Molekülen, Molekülformel Bindende und nichtbindende Elektronenpaare; mit Elektronenpaaren (Lewis‐
Tetraederstruktur Schreibweise) Molekülstrukturen mit Sachmodellen darstellen (Kugel‐Stab‐
Modell, Kalottenmodell) polare und unpolare Elektronenpaarbindungen unterscheiden (Elektronegativität) Elektronegativität den Zusammenhang zwischen Molekülstruktur und Dipol‐
Eigenschaft herstellen Entstehung polarer und unpolarer Moleküle zwischenmolekulare Wechselwirkungen (VAN‐DER‐WAALS‐
Wechselwirkungen, Dipol‐Wechselwirkungen, Zwischenmolekulare Kräfte Wasserstoffbrücken) nennen und erklären die besonderen Eigenschaften von Wasser erklären (räumlicher Bau des Wasser‐Moleküls, V.d.W.‐Kräfte; Dipol‐
Dipol‐Kräfte; Wasserstoffbrücken) Wasser als Lösungsmittel Hydration als Wechselwirkung zwischen Dipolen und Ionen V. Säure‐Base‐Reaktionen Saure und alkalische Lösungen Protolysen als Protonenübergang Die Schülerinnen und Schüler können, Säure/saure Lösung, Base/alkalische Lösung unterscheiden und die Eigenschaften dieser lösungen wiedergeben Reaktionen von Säuren mit Wasser als Protonenüber‐gang erkennen und erläutern (Reaktion von Chlorwasserstoff) das Donor‐Akzeptorprinzip am Beispiel von Elektronen‐ und 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 wichtige Größen erläutern (Teilchenmasse, Stoffmenge, molare Masse, Stoffmengenkonzentration) Neutralisation Stoffmengenkonzentration Säure‐Base‐Titrationen zur Konzentrationsbestimmung Ammoniak als Base Ammoniumsalze Weitere anorganische Säuren und ihre Salze c = n/V eine Titration zur Konzentrationsermittlung einer Säure durchführen Berechnungen durchführen und dabei auf den korrekten Umgang mit Größen und deren Einheiten achten 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 Gegenmaß‐nahmen aufzeigen VI. Einfache organische Verbindungen (Kohlenwasserstoffe) Historische Entwicklung des Begriffs „Organische Chemie“ Kohlenstoff in organischen Verbindungen Methan (Erdgas) Struktur und Eigenschaften der Alkane, Strukturformeln Van der Waals‐Kräfte Die Schülerinnen und Schüler können, Einige Forscher und ihre Forschungen (BERZELIUS, CURIE, LIEBIG, PAULING, WÖHLER) beschreiben 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) 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 Gaschromatografie Strukturisomerie und Nomenklatur an einfachen Beispielen Kohlenwasserstoffe im Erdöl Cracken Alkene Kunststoffe aus Alkenen Halogenierung von Alkanen als Substitution und von Alkenen als Addition (ohne Mechanismus) ausgewählten homologen Reihe beschreiben (Alkanole) Kohlenstoffverbindungen mithilfe funktioneller Gruppen ordnen (Zweifachbindung zwischen Kohlenstoff‐Atomen, Hydroxyl‐, Aldehyd‐, Keto‐, Carboxyl‐ und Ester‐Gruppe) Wie die Gaschromatografie funktioniert, beschreiben Molekülstrukturen mit Sachmodellen darstellen (Kugel‐Stab‐
Modell, Kalottenmodell) Fraktionierte Erdöl‐Destillation beschreiben die Rolle der Kohlenwasserstoffe als Energieträger beurteilen kleine Moleküle aus größeren Molekülen zu gewinnen, beschreiben Ethen und die Verwendung des Ethens beschreiben typische Eigenschaften der Alkene angeben das Aufbauprinzip von Makromolekülen an einem Beispiel erläutern die Wiederverwertung eines Stoffes an einem Beispiel erklären Je ein Beispiel den Unterschied erkennen Licht als Energieform beschreiben VII. Org. Sauerstoffverbindungen I Alkohole: Vorkommen, Eigenschaften und Struktur Wasserstoffbrücken Primäre, sekundäre und tertiäre Alkohole; Mehrwertige Alkohole Oxidationsprodukte der Alkohole: Die Schülerinnen und Schüler können, 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 Moleküle mit Modellen darstellen Glykol und Glycerin; Erlenmeyerregel Reaktionsgleichungen schreiben Aldehyde und Ketone Eigenschaften und Struktur an je einem Beispiel 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) typische Eigenschaften von Aldehyde und Ketone beschreiben die Verwendung einige Aldehyde und Ketone im Alltag oder Technik erläutern Nachweisreaktion für Aldehyde Glucose als Aldehyd VIII. Org. Sauerstoffverbindungen II Alkansäuren als Oxidations‐
produkte der Aldehyde Eigenschaften und Struktur Die saure Carboxylgruppe Neutralisation von Essigsäure Organische Säuren als natürliche Bestandteile in Lebensmitteln Gehaltsbestimmung durch Titration Organische Säuren als Lebensmittelzusatzstoffe Kennzeichnung Ester: Herstellung und Eigenschaften Fette: Zusammensetzung und Eigenschaften pflanzlicher und tierischer Fette Die Schülerinnen und Schüler können, 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 Erstellung und Auswertung einer Titrationskurve mit dem Computer durchführen die chemische Fachsprache auf Alltagsphänomene anwenden
E‐Nummern erläutern und anwenden typische Eigenschaften von Ester beschreiben ausgewählte organische Reaktionstypen nennen und erkennen (Dehydrierung, Esterbildung als Konden‐
sationsreaktion) Ester als Aromastoffe anwenden Veresterung als Kondensation durchführen die chemische Fachsprache auf Alltagsphänomene anwenden IX. Anorganische Kohlenstoffverbindungen Die Schülerinnen und Schüler können, Oxide des Kohlenstoffs wichtige Eigenschaften und Kombinationen von 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) Vorkommen, Entstehung und Eigenschaften Geochemischer Kohlenstoffkreislauf die chemischen Grundlagen für einen Kohlenstoff‐kreislauf in der belebten und unbelebten Natur darstellen und die Rolle der nachwachsenden Rohstoffe erläutern