SPEYER-KOLLEG AUGUST 2003 - doc
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SPEYER-KOLLEG FACHKONFERENZ CHEMIE / BIOLOGIE AUGUST 2003 STOFFPLAN CHEMIE GRUNDKURS 1. Halbjahr (K 1) 1. ATOMMODELL Kern- / Hülle-Modell (nach Bohr / Sommerfeld vereinfacht) Ergebnisse des "Wellenmechanischen Atommodells" Quantenzahlen, "Orbitale"(s-, p-, d-) (stark vereinfacht) Aufbau des Periodensystems ca. 5 USt. 2. CHEMISCHE BINDUNG (ATOMBINDUNG) LCAO-Methode (Bindende -, Antibindende Molekülorbitale), Sigma- und Pi-Bindung, Hybridisierungen (Bsp. CH4) ca. 5 USt. 3. CHEMIE DES KOHLENSTOFFS Stellung des „C“ im PSE Eigenschaften des Elements „Kohlenstoff“ (Modifikationen: Graphit, Diamant, Fullerene) ca. 2 USt. 4. ELEMENTARANALYSE UND CHEMISCHE FORMELN Qualitative und quantitative Elementaranalyse Molmassen Bestimmung Verhältnisformel, Summenformel, Konstitution, Konfiguration ca. 8 USt. 5. KOHLENWASSERSTOFFE 5.1 Gesättigte Kohlenwasserstoffe (Alkane) Darstellung und Eigenschaften Homologe Reihe Projektionsmethoden, Isomerie Charakterisierung chemischer Reaktionen (Nukleophil / Elektrophil / Radikalisch) Chemische Reaktionen und Reaktionsmechanismen (Radikal-Reaktion, z. B. Radikal. Bromierung) Nomenklatur (IUPAC) ca. 7 USt. ... SPEYER-KOLLEG FACHKONFERENZ CHEMIE / BIOLOGIE AUGUST 2003 5.2 Ungesättigte Kohlenwasserstoffe Einfach ungesättigte Kohlenwasserstoffe (Alkene) Darstellung und Eigenschaften Struktur (Hybridisierung, Sigma-Bindung, Pi-Bindung) Homologe Reihe Chemische Reaktionen und Reaktionsmechanismen (Elektrophile Addition) cis / trans (E-/Z-) Isomerie ca. 5 USt. Mehrfach ungesättigte Kohlenwasserstoffe (Alkine) Darstellung und Eigenschaften Struktur (Hybridisierung, Sigma-Bindung, Pi-Bindung) Homologe Reihe Chemische Reaktionen und Reaktionsmechanismen (Elektrophile Addition) ca. 2 USt. ... SPEYER-KOLLEG FACHKONFERENZ CHEMIE / BIOLOGIE AUGUST 2003 2. Halbjahr (K2) 5.3 Aromatische Kohlenwasserstoffe Namensgebung, Herkunft Eigenschaften Chemisches Verhalten Erarbeitung des Begriffs „Aromatisch“ (Struktur, Hückel-Regel) Chemische Reaktionen (Elektrophile Substitution) Kondensierte und halogenisierte Aromaten Umwelt Probleme: Dioxin, PCB ... ca. 5 USt. 6. OXIDATIONSPRODUKTE VON KOHLENWASSERSTOFFEN 6.1 Alkohole Darstellung und Eigenschaften Struktur Homologe Reihe Vergleich mit Wasser, Alkoholate Chemische Reaktionen und Reaktionsmechanismen (Nukleophile Substitution) Oxidationszahl ca. 5 USt. 6.2 Aldehyde und Ketone Darstellung und Eigenschaften Struktur (Carbonylgruppe) Homologe Reihe Typische Nachweis Reaktionen (mit Fehling -, Tollens Reagenz ...) Chemische Reaktionen und Reaktionsmechanismen Nukleophile Addition (Säure katalysiert) Acetale ca. 7 USt. 6.3 Carbonsäuren Darstellung und Eigenschaften Struktur (Carboxylgruppe), Mesomerie Homologe Reihe Chemische Reaktionen und Reaktionsmechanismen Veresterung / Verseifung ca. 5 USt. ... SPEYER-KOLLEG FACHKONFERENZ CHEMIE / BIOLOGIE AUGUST 2003 7. OPTISCHE AKTIVITÄT Milchsäure-Problem (D-, L-Verbindungen, Bild/Spiegelbild) Spiegelbild-Isomerie als eine besondere Form der Konfigurationsisomerie Bedeutung des asymmetrischen „C“-Atoms Chiralität Polarisiertes Licht, Polarimeter Quantitative Beziehungen (spezifischer Drehwinkel) Weinsäure Problem (D-, L-Weinsäure, Mesoweinsäure) ca. 5 USt. 8. NATURSTOFFE 8.1 Kohlenhydrate Übersicht und Systematisierung Monosaccharide Vorkommen und Eigenschaften Glucose Vorkommen und Eigenschaften Nachweis der Aldehydgruppe (Fehling ...) Strukturformeln, Projektionsmethoden (Fischer-Projektion) Cyclisierung (interne Nukleophile Addition) Mutarotation Fructose Vorkommen und Eigenschaften Strukturformeln, Cyclisierung (interne Nukleophile Addition) Furanose, Pyranose Umlagerung in alkal. Medium Pentosen Ribose und Desoxyribose Vorkommen und Bedeutung (DNA, RNA, Nukleotide, ATP) ca. 6 Ust. ... SPEYER-KOLLEG FACHKONFERENZ CHEMIE / BIOLOGIE AUGUST 2003 3. Halbjahr (K3) Disaccharide Glykosidische Bindung (Halbacetal) Beispiele und ihre Bedeutung: Saccharose, Maltose, Lactose, Cellobiose Polysaccharide Glykosidische Bindung (Acetal) Beispiele und ihre Bedeutung: Stärke, Glykogen, Cellulose Photosynthese und Zellatmung ca. 6 USt. 8.2 Aminosäuren und Proteine Struktur und Eigenschaften von Aminosäuren Nachweis Reaktion Optische Aktivität Ampholytischer Charakter Aminosäuren als Grundbausteine der Proteine Peptid-Bindung Proteine als Polypeptide Räumliche Struktur von Proteinen Reversible und Irreversible Denaturierung Funktion von Proteinen (Membranbestandteil, Muskelaufbau, Enzyme ...) ca. 8 USt. 8.3 Lipide Übersicht und Systematisierung Öle und Fette Eigenschaften und Bestandteile von Ölen und Fetten (Spaltung von Ölen und Fetten; Acrolein) Öle und Fette als Nahrungsbestandteile, Essentielle Fettsäuren Kennzahlen von Ölen und Fetten, Fetthärtung, Zersetzung von Ölen und Fetten unter Lufteinwirkung Wachse, Lipoide, Isoprenderivate (exemplarisch) ca. 6 USt. 9. SÄURE – BASE REAKTIONEN Dissoziation von Wasser pH-Wert, Definition von Säure und Base (Brönstedt) Säurestärke / Basenstärke (pKS-, pKB-Werte) Puffer Systeme pH-Wert Berechnungen ca. 6 USt. ... SPEYER-KOLLEG FACHKONFERENZ CHEMIE / BIOLOGIE AUGUST 2003 4. Halbjahr (K4) 10. POLYMERE Herstellung von Polymeren Polykondensation (Polyester) Polyaddition (Polyurethane) Polymerisation (Polyethylen, PVC) Reaktionsmechanismen Eigenschaften und Einsatzbereiche der Polymere ca. 6 USt. 11. REDOX-REAKTIONEN Reduktion und Oxidation Redox-Reaktionen Redox-Reihe Elektrochemische Spannungsreihe Korrosion und Korrosionsschutz Elektrochemische Stromerzeugung (Batterien und Akkumulatoren) Nernst-Gleichung Elektrolysen Brennstoffzellen ca. 10 USt.
