Chemie

Worum es geht

Die Chemie beschäftigt sich mit den Eigenschaften und dem Aufbau der uns umgebenden Stoffe sowie deren Umwandlungen ineinander. So beginnen wir damit, die Stoffe anhand ihrer Stoffeigenschaften zu charakterisieren und Stoffeigenschaften verschiedener Stoffe zu bestimmen. Wir unterscheiden Reinstoffe von Gemischen und lernen sie voneinander zu trennen.

Um auch Vorhersagen zum Verhalten noch unbekannter Stoffe machen zu können, entwickeln wir Modelle davon, wie wir uns die Stoffe im Kleinsten aufgebaut vorstellen können. Dabei macht das „Teilchenmodell“ den Anfang. Wir erklären uns auf dieser Grundlage, wie wir uns z.B. den Aufbau der selbst gezüchteten Kristalle auf der Teilchenebene vorstellen können.

Nach der Untersuchung chemischer Reaktionen müssen wir feststellen, dass das einfache Teilchenmodell nicht mehr ausreicht, um die Eigenschaften chemischer Reaktionen beschreiben zu können oder den Unterschied zwischen Elementen und Verbindungen vorstellbar zu machen. Für diesen Bereich der Chemie wählen wir uns das Atommodell nach Dalton als geeignetes Werkzeug aus. Es ermöglicht uns auch, Vorhersagen über die Stoffmengen zu machen, die in einer chemischen Reaktion miteinander umgesetzt werden, was wiederum die Einführung der chemischen Formel voraussetzt.

Die Modellbildung geht stets einher mit der experimentellen Untersuchung der Stoffe und ihrer Reaktionen. So systematisieren wir beispielsweise die Elemente nach ihrem Bestreben, in ihre Oxide überzugehen. Wir vergleichen das chemische Verhalten der Stoffe und ihrer Verhältnisformeln und stoßen dabei auf Regelmäßigkeiten, die uns zum Aufbau des Periodensystems der Elemente führen. Um uns auch diese Regelmäßigkeiten im Kleinsten vorstellen zu können, bedarf es erneut eines anderen Werkzeuges, so dass wir uns mit dem Kern-Hülle-Modell für den Aufbau eines Atoms beschäftigen. Wir unterscheiden die kleinsten Teilchen genauer in Atome, Atomkerne, Elektronen, Protonen, Ionen, Moleküle usw. und lernen, wie wir uns aus dem Zusammenspiel dieser Teilchen das beobachtete Verhalten der Stoffe vorstellen können. Der Zusammenhang zwischen den Modellvorstellungen vom submikroskopischen Aufbau der Stoffe mit dem auf der Stoffebene beobachtbaren Verhalten stellen wir über das Experiment her.

Ordnung muss sein

Die Chemie ordnet die Vielzahl der uns umgebenden Stoffe. Wir unterscheiden Metalle und Nichtmetalle, beschreiben die Stoffklassen der Sulfide und Oxide, der Säuren und Basen sowie der anorganischen und organischen Verbindungen. Wir lernen analytische Verfahren kennen und bestimmen beispielsweise, wie viel Milchsäure im Joghurt vorhanden ist. In der Gaschromatographie erkennen wir die Prinzipien der Papierchromatographie aus dem Anfangsunterricht wieder. Wir betrachten die Bedeutung der Chemie für den Alltag und wägen ökologische gegen ökonomische Aspekte ab. Wir fragen uns, wie viel Energie in einer Tankfüllung steckt und schätzen rechnerisch ab, ob ein Fahrzeug mit Erdgas klimafreundlicher betrieben werden kann als mit Benzin. Wie können wir elektrische Energie speichern, um damit das Fahrzeug zu betreiben und wie hilft die Chemie, dessen Karosserie vor dem Durchrosten zu bewahren? Welche Bedeutung kommt der Chemie bei der Ernährung der Menschheit zu und wie kann man die dazu nötigen industriellen Prozesse durch eine geeignete Wahl von Druck, Temperatur, Katalysator, Konzentrationen usw. optimal steuern? Um die Grundlagen zum Verständnis dieser Fragen zu legen, müssen wir zunehmend quantitative Messungen durchführen und die Zusammenhänge mathematisch betrachten.

Themenreihenfolge

Schriftliche Leistungsüberprüfung

In jenen Halbjahren, in denen nur eine schriftliche Leistungsüberprüfung erfolgt, geht diese mit 40% in die Gesamtnote ein. Für den Fall, dass zwei Klausuren geschrieben werden, geht das schriftliche Ergebnis mit 50% in die Gesamtnote ein.