Inhaltsverzeichnis Chemie: Pro ... ......................................................6 ... und Contra........................................................7 1 Chemie – eine Naturwissenschaft ................8 2 Stoffeigenschaften und Teilchenmodell ....18 Erste Sinneseindrücke: Farbe, Geruch und Geschmack ..................................................19 Dichte ................................................................20 Praktikum: Dichtebestimmungen.........................21 Aggregatzustände und Teilchenmodell ................22 Praktikum: Schmelzen und Sieden – näher betrachtet .................................................24 Lösungsvorgang und Diffusion im Teilchenmodell...............................................26 Löslichkeit..........................................................27 Praktikum: Lösen und Kristallisieren....................28 Chemie-Recherche: Lösungen – verdünnt und konzentriert .................................................29 Stoffe – steckbrieflich gesucht ............................30 Prüfe dein Wissen ...............................................32 Basiswissen........................................................33 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3 3.1 3.2 3.3 Methode: Richtig experimentieren.........................9 Methode: Sicher experimentieren........................10 Methode: Richtig entsorgen ................................11 Methode: Wie Naturwissenschaftler arbeiten: Von der Beobachtung zur Theorie ........................12 Praktikum: Rotkraut oder Blaukraut?....................13 Methode: Richtig protokollieren ..........................14 Methode: Arbeit mit Texten .................................14 Praktikum: So funktioniert der Gasbrenner ..........15 Methode: Diagramme lesen und erstellen............16 Methode: Mind Mapping – vom Gedankenfluss zum Wissensnetz................................................17 Mischen und Trennen ....................................34 Reinstoffe und Gemische ....................................35 Exkurs: Wie rein ist ein Reinstoff? ........................35 Einteilung von Gemischen ...................................36 Übersicht: Heterogene und homogene Gemische ...........................................................37 Trennverfahren ...................................................38 Praktikum: Trennung von Gemischen ...................40 Exkurs: Trinkwasser aus dem Meer ......................41 Exkurs: Luft – ein Gasgemisch .............................42 Chemie-Recherche: Trennverfahren in der Technik .....................................................43 Prüfe dein Wissen ...............................................44 Basiswissen........................................................45 4 Elemente und Verbindungen ........................46 Chemische Reaktionen im Alltag .........................47 Woran sind chemische Reaktionen zu erkennen? ......................................................48 4.3 Energie bei chemischen Reaktionen ....................50 4.4 Aktivierungsenergie und Katalysatoren................51 Praktikum: Chemische Reaktionen ......................52 4.5 Elemente und Verbindungen ...............................53 4.6 Atome, Moleküle und Ionen – die kleinsten Teilchen der Stoffe..........................54 Exkurs: Atome und ihre Darstellung .....................55 4.7 Welche Masse hat ein Atom? ...............................56 Exkurs: Wie bestimmt man die Atommassen?.......56 Praktikum: Wie groß ist ein Atom? .......................57 4.8 Chemische Grundgesetze....................................58 Praktikum: Chemische Grundgesetze...................59 4.9 Die Formelsprache der Chemie ............................60 Rechenbeispiele .................................................62 4.10 Exkurs: Die Wertigkeit als Hilfmittel zur Formelermittlung ................................................63 4.11 Reaktionsgleichungen: Reaktionen in der Formelsprache ..........................................64 Prüfe dein Wissen ...............................................65 Basiswissen........................................................66 4.1 4.2 5 5.1 Atombau und das Periodensystem der Elemente...................................................68 Elektrisch geladene Teilchen ...............................69 Exkurs: Radioaktivität .........................................70 5.2 Das Kern/Hülle-Modell des Atoms .......................71 5.3 Modell des Atomkerns ........................................72 5.4 Atomhülle und Energiestufen ..............................74 5.5 Das Periodensystem der Elemente.......................76 Exkurs: Der lange Weg zum Periodensystem der Elemente ......................................................77 5.6 Atombau und Periodensystem.............................78 Übersicht: Periodische Eigenschaften..................79 5.7 Ionen und Edelgaskonfigurationen ......................80 Übersicht: Ionenladung und Periodensystem.......81 5.8 Natrium – ein ungewöhnliches Metall..................82 5.9 Die Elementfamilie der Alkalimetalle ...................83 5.10 Chlor – ein aggressives Nichtmetall.....................84 Exkurs: Bleichen mit Chlor – ein Umweltproblem.............................................84 5.11 Die Elementfamilie der Halogene.........................85 5.12 Die Elementfamilie der Edelgase .........................86 Exkurs: Die Entdeckung der Edelgase...................86 Chemie-Recherche: Edelgase...............................87 Prüfe dein Wissen ...............................................88 Basiswissen........................................................89 3 6 Chemische Bindung ......................................90 Übersicht: Elemente und chemische Bindung ......91 6.1 Chlor reagiert mit Natrium ...................................92 6.2 Die Formeln salzartiger Stoffe..............................93 6.3 Eigenschaften von Salzen....................................94 Chemie-Recherche: Kochsalz im Alltag.................96 Praktikum: Nachweis von Ionen in wässeriger Lösung ..........................................97 Chemie-Recherche: Metalle .................................98 6.4 Eigenschaften der Metalle...................................99 Praktikum: Eigenschaften der Metalle..................99 6.5 Metallbindung ..................................................100 6.6 Gewinnung von Metallen...................................101 6.7 Vom Eisenerz zum Roheisen..............................102 6.8 Edle und unedle Metalle ...................................103 6.9 Wasser = Wasserstoffoxid .................................104 6.10 Wasserstoff in Labor und Technik ......................105 Chemie-Recherche: Wasserstoff – früher und heute...............................................106 6.11 Was Atome in Molekülen zusammenhält............107 6.12 LEWIS-Formeln für Moleküle...............................108 Übersicht: LEWIS-Formeln ..................................109 Übersicht: Vielfalt molekularer Stoffe ................110 Übersicht: Chemische Bindungen im Vergleich......................................................111 Prüfe dein Wissen .............................................112 Basiswissen......................................................113 4 7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 Quantitative Aspekte chemischer Reaktionen ..............................114 Massenspektrometrie .......................................115 Das Mol – die Einheit der Stoffmenge ................116 Stoffmengen werden messbar – die molare Masse .............................................117 Exkurs: Ein Atom – unvorstellbar klein ...............118 Exkurs: Die Teilchenzahl – unvorstellbar groß.....118 Das molare Volumen .........................................119 Von der Reaktionsgleichung zum Stoffumsatz....120 Stoffmenge und Energieumsatz.........................122 Praktikum: Molare Masse und Reaktionsenergie..............................................123 Prüfe dein Wissen .............................................124 Basiswissen......................................................125 Anhang Gefahrenhinweise und Sicherheitsratschläge..............126 Stoffliste....................................................................128 Tabellen.....................................................................129 Die chemischen Elemente...........................................130 Kleines Lexikon der Chemie ........................................131 Stichwortverzeichnis ..................................................133 Laborgeräte ...............................................................136