gültig ab Schuljahr 2017/18
Fachlehrplan Chemie Vorklasse (ABU, T, S, GH) Fachoberschule, Chemie, Jahrgangsstufe 10
C10 Lernbereich 1: Wie Chemiker denken und arbeiten
Kompetenzerwartungen
Die Schülerinnen und Schüler ...
- kennen die Bedeutung der Gefahrstoffkennzeichnung von Chemikalien, leiten daraus Maßnahmen zum sicherheitsgerechten Umgang mit Haushalts- und ausgewählten Laborchemikalien sowie deren umweltgerechter Entsorgung ab und setzen diese um.
- setzen Nachweisreaktionen für Ionen und grundlegende naturwissenschaftliche Arbeitsweisen bei der Durchführung einfacher angeleiteter oder selbst geplanter Experimente ein. Dabei nehmen sie mithilfe verschiedener Darstellungsformen die Dokumentation, Auswertung und Veranschaulichung der erhobenen Daten strukturiert nach Anleitung vor.
- formulieren ausgehend von einfach strukturierten Phänomenen des Alltags und der Technik chemische Fragestellungen und planen hypothesengeleitet v. a. qualitative Experimente zu deren Beantwortung.
- beschreiben die Entwicklung naturwissenschaftlichen Wissens im Rahmen eines Erkenntniswegs und schätzen ab, ob eine vorgegebene Fragestellung mithilfe chemischer Methoden zu beantworten ist.
- verwenden Modelle zur Veranschaulichung und Erklärung von Aufbau, Bindungsverhältnissen und Eigenschaften von Stoffen. Dabei beurteilen sie die Eignung verschiedener Modelle und erkennen deren Eigenschaften, Aussagekraft und Grenzen von Modellen.
- übersetzen Alltagssprache in Fachsprache und umgekehrt, nutzen die systematische Nomenklatur zur Benennung von Stoffen und unterscheiden bei der Formulierung einfacher chemischer Sachverhalte exakt zwischen Stoff- und Teilchenebene.
- nutzen die Symbol- und Formelsprache zur Beschreibung des submikroskopischen Aufbaus von Stoffen aus Atomen, Molekülen und Ionen sowie zur Beschreibung der Teilchenänderungen bei einfachen chemischen Reaktionen.
- stellen Reaktionsgleichungen auf, um einfache chemische Reaktionen (z. B. Verbrennungsreaktionen) zu beschreiben.
- beantworten chemische Fragestellungen, indem sie vorgegebene oder selbst recherchierte, auf einfachen Texten und Darstellungsformen (z. B. Energiediagramme) beruhende Quellen auswerten.
- recherchieren und erkennen für die Bewertung von einfachen chemischen Sachverhalten relevante Kriterien und wägen sie gegeneinander ab.
Inhalte zu den Kompetenzen:
- Gefahrstoffkennzeichnung gemäß aktueller Richtlinien, Gefahrenpotenzial, Sicherheitsmaßnahmen, Entsorgung, Laborregeln und Sicherheitsunterweisung
- grundlegende Arbeitsweisen, u. a. Verwenden einfacher Laborgeräte, Aufbau einfacher Apparaturen, Experimente zur Trennung von Stoffgemischen
- naturwissenschaftlicher Erkenntnisweg (Fragestellung, Hypothese, Experiment planen und durchführen, Regel oder Gesetz); naturwissenschaftliches Protokoll (Dokumentation, Auswertung, Interpretation); Unterscheidung zwischen beobachtender Beschreibung und deutender Erklärung
- Versuchsplanung und Versuchsdurchführung, u. a. positive und negative Blindprobe
- Entwicklung naturwissenschaftlichen Wissens: Nutzen unterschiedlicher Methoden zur Erkenntnisgewinnung, Daten und deren Interpretation als Grundlage naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung
- Anfertigen und Auswerten verschiedener Darstellungsformen (z. B. Texte, Tabellen); Schnitt- und Schemazeichnungen (u. a. zur Darstellung von Versuchsaufbauten und Visualisierung der Teilchenebene); Diagramme, Datenauswertung und ‑interpretation; Energiestufenmodell, Energiediagramme
- Eigenschaften, Grenzen und Erweiterung von materiellen und ideellen Modellen: Modell-Definition, Vergleich von Modelldarstellungen zum Aufbau der Materie (u. a. Teilchenmodell, Daltonsches Atommodell, Kern-Hülle-Modell)
- Reaktionsschema, einfache Reaktionsgleichung, Nomenklatur, Symbol- und Formelsprache: anorganische Verbindungen (Summenformeln für Moleküle, Verhältnisformeln für Salze), einfache Kohlenwasserstoffe (Summenformeln)
C10 Lernbereich 2: Reinstoffe und Stoffgemische
Kompetenzerwartungen
Die Schülerinnen und Schüler ...
- führen einfache angeleitete Experimente zur Beschreibung von Stoffeigenschaften durch.
- ordnen Stoffe und Stoffeigenschaften nach verschiedenen Kriterien und erkennen dabei die Notwendigkeit von definierten Kenneigenschaften, um einen Reinstoff zu identifizieren.
- nutzen die bildhafte Darstellung von Stoffen auf der Teilchenebene, um Veränderungen eines Stoffes bei physikalischen Vorgängen (u. a. beim Wechsel von Aggregatzuständen und bei Lösevorgängen) zu erklären.
- zeichnen Stoffe in der Teilchendarstellung, um Unterschiede im Aufbau von Reinstoffen und Stoffgemischen zu veranschaulichen.
- führen angeleitete Experimente zur Trennung von Stoffgemischen durch und begründen die Wahl der Trennverfahren mit den unterschiedlichen Stoffeigenschaften.
- erklären ein technisches Verfahren zur Trennung von Stoffgemischen, indem sie Fachbegriffe kontextbezogen anwenden, und bewerten die Bedeutung des Trennverfahrens für Mensch und Umwelt.
Inhalte zu den Kompetenzen:
- Stoffe und Stoffportionen: Stoffarten (Materialien), Quantität (u. a. Masse, Volumen)
- Aggregatzustände und Aggregatzustandswechsel
- Kenneigenschaften (Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Dichte), weitere Eigenschaften (Löslichkeit, Brennbarkeit, magnetische Eigenschaft)
- Reinstoff
- Stoffgemische: homogene Stoffgemische (Legierung, Lösung, Gasgemisch), heterogene Stoffgemische (Gemenge, Suspension, Emulsion, Schaum, Rauch, Nebel)
- Teilchenmodell zum Aufbau der Stoffe: Teilchen und Teilchenverbände, Anordnung und Abstand der Teilchen
- Trennen von Stoffgemischen: Sedimentieren, Dekantieren, Filtrieren, Eindampfen, Magnetscheiden, Extrahieren, Papier- oder Dünnschichtchromatografie, Destillation
- technisches Trennverfahren, z. B. Gewinnen von Trinkwasser aus Meerwasser mit einem Destillations- oder Membranverfahren, Ressourcenschonung durch Recycling
C10 Lernbereich 3: Atombau und Periodensystem
Kompetenzerwartungen
Die Schülerinnen und Schüler ...
- erklären den Rutherford’schen Streuversuch und leiten daraus Erkenntnisse über den Bau der Atome ab.
- unterscheiden beim Aufbau der Atome Elementarteilchen hinsichtlich Aufenthaltsort, Ladung und Masse der Elementarteilchen und erklären die Unterschiede zwischen Isotopen.
- beschreiben den Aufbau von Atomen und ordnen die Elektronen in der Atomhülle nach steigendem Energieinhalt an.
- benutzen das Periodensystem als Informationsquelle für Daten von Atomen verschiedener Elemente und für die Einordnung von Elementen als Metalle, Halbmetalle oder Nichtmetalle.
- ermitteln Gesetzmäßigkeiten aus dem Periodensystem innerhalb der Perioden bzw. Gruppen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
- Rutherford’scher Streuversuch, Kern-Hülle-Modell, Energiestufenmodell
- Elementsymbole: Ordnungszahl, Nukleonenzahl (Massenzahl), Isotope
- Periodensystem: Perioden, Gruppen, Metalle, Halbmetalle, Nichtmetalle, Edelgase
- Tendenzen im Periodensystem: Ionisierungsenergie und Elektronenaffinität, Atom- und Ionenradius, Reaktivität von Alkali- und Erdalkalimetallen mit Wasser
- elektrostatische Anziehung
- Flammenfärbung
C10 Lernbereich 4: Formeln und Reaktionsgleichungen
Kompetenzerwartungen
Die Schülerinnen und Schüler ...
- benennen anorganische und organische Verbindungen systematisch und stellen Zusammenhänge zwischen Summenformeln, systematischen Molekülnamen und Trivialnamen her.
- bestimmen mithilfe des Periodensystems die Ladung von Ionen, um durch Ausgleichen der Ladung der Kationen und Anionen die Verhältnisformel von Ionenverbindungen zu bestimmen.
- leiten aus der Wortgleichung systematisch die Reaktionsgleichung her und benennen den jeweils vorliegenden Reaktionstyp.
- verwenden die Reaktionsgleichung, um mithilfe der Koeffizienten und der chemischen Formel der Stoffe die Teilchenzahl und die Stoffmenge der reagierenden Teilchen zu bestimmen.
- führen nach Anleitung einfache Versuche durch und beschreiben diese auf der Teilchenebene, indem sie die dazu passende Reaktionsgleichung richtigstellen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
- Nomenklatur und Summenformel von Molekülen
- Nomenklatur von Alkanen, Alkenen und Alkinen
- funktionelle Gruppe und Nomenklatur von Alkoholen
- Trivialnamen von Molekülen, z. B. Ammoniak, Glucose, Salzsäure, Kohlensäure, Essigsäure
- Verhältnisformeln von Ionenverbindungen
- systematische Benennung von Ionenverbindungen mit Haupt- und Nebengruppenelementen
- Formel von Molekül-Ionen: Ammonium, Hydroxid, Nitrat, Carbonat, Sulfat, Phosphat
- Wortgleichung, Reaktionsgleichung, Abkürzungen für die Aggregatzustände von Stoffen
- Reaktionstyp: Synthese, Analyse, Umsetzung
- quantitative Aussagen: Teilchenzahl, Stoffmenge
- Schülerexperiment, z. B. Verbrennen von Eisenwolle, Neutralisationsreaktion, Elektrolyse von Wasser, Reaktion von Magnesium mit Salzsäure
C10 Lernbereich 5: Chemische Bindungen
Kompetenzerwartungen
Die Schülerinnen und Schüler ...
- grenzen ionische Stoffe (Salze), molekulare Stoffe und Metalle voneinander ab, indem sie in angeleiteten Experimenten deren Eigenschaften überprüfen.
- beschreiben den Aufbau von Salzen, molekularen Stoffen und Metallen auf der Teilchenebene anhand geeigneter Modellvorstellungen und leiten deren Eigenschaften auf der Stoffebene ab.
- visualisieren Gitterstrukturen mithilfe von Gittermodellen und Computer-Simulationen, um ihre Dreidimensionalität zu veranschaulichen.
- erstellen auf Basis der Gesamtvalenzelektronenzahl unter Einhaltung der Edelgasregel Valenzstrichformeln von einfachen anorganischen und organischen Molekülen, um die Verknüpfung der Atome untereinander zu veranschaulichen.
- grenzen Ionenbindung, Elektronenpaarbindung und Metallbindung klar voneinander ab und erklären damit den Aufbau verschiedener Stoffe.
- bewerten die Verwendung von Salzen und Metallen im Bereich Alltag/Technik/Biologie, indem sie diese Stoffe bezüglich ihrer charakteristischen Eigenschaften voneinander abgrenzen.
- führen Ionennachweise nach Anleitung und unter Beachtung der Sicherheitsbestimmungen durch, um unbekannte Proben vorgegebenen Salzen zuzuordnen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
- charakteristische Eigenschaften: elektrische Leitfähigkeit (von Feststoffen, Schmelzen und wässrigen Lösungen) ionischer, molekularer und metallischer Stoffe, Sprödigkeit/Duktilität ionischer und metallischer Stoffe
- Aufbau ionischer Stoffe: Kationen und Anionen, Ionengitter, Ionenbindung (ungerichtete elektrostatische Anziehungskräfte)
- Ionennachweise
- Aufbau molekularer Stoffe: Nichtmetallatome, Elektronenpaarbindungen (gerichtete elektrostatische Anziehungskräfte), Valenzstrichformeln einfacher Moleküle
- Aufbau von Metallen: Kationengitter, delokalisierte Elektronen (Elektronengas), Metallbindung (ungerichtete elektrostatische Anziehungskräfte)
- Vorkommen und Verwendung von Salzen, molekularen Stoffen und Metallen
C10 Lernbereich 6: Energetik
Kompetenzerwartungen
Die Schülerinnen und Schüler ...
- beschreiben den bei chemischen Reaktionen beobachtbaren Energieumsatz als typisch für die Stoffebene chemischer Reaktionen.
- führen chemische Experimente mit messbarem Energieumsatz fachgerecht durch und stellen deren Energieverlauf grafisch dar, um die dabei auftretenden Energieänderungen zu klassifizieren.
- teilen verschiedene Typen von Verbrennungsreaktionen anhand ihrer Reaktionsgeschwindigkeit ein und erkennen dabei, welche Rahmenbedingungen zu besonders schnell ablaufenden Reaktionen führen.
- begründen den bei chemischen Reaktionen beobachtbaren Energieumsatz auf der Teilchenebene mit dem Lösen und Knüpfen chemischer Bindungen und führen einfache Berechnungen molarer Reaktionsenergien durch.
- diskutieren die Notwendigkeit von Katalysatoren für den Ablauf chemischer Reaktionen in Natur und Technik und führen Experimente mit Katalysatoren durch.
Inhalte zu den Kompetenzen:
- Alltagsbeispiele für chemische Reaktionen mit deutlichem Energieumsatz, z. B. Verbrennen fossiler Brennstoffe, selbstkühlende Getränke
- Durchführen chemischer Experimente in offenen, geschlossenen, isolierten Systemen
- Energieerhaltungssatz, Reaktionsenergie als Änderung der Inneren Energie: endotherme und exotherme Reaktionen
- Energiediagramme, Aktivierungsenergie, Beschreibung von Zuständen als stabil, metastabil, instabil
- einfache Schülerexperimente zu Verbrennung, Explosion, stille Verbrennung
- Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von Konzentration, Temperatur, Oberfläche
- Energieänderungen beim Lösen und Knüpfen von Bindungen, Bildung einer Verbindung aus den Elementen bei Standardbedingungen: molare Bildungsenergie
- Berechnen der molaren Reaktionsenergie aus den molaren Bildungsenergien der Edukte und Produkte
- katalysierte Reaktionen in Natur (z. B. Schülerexperiment zur alkoholischen Gärung mit Backhefe) und Technik, z. B. Abgaskatalysator
- Einfluss eines Katalysators auf den Energieverlauf und damit auf die Geschwindigkeit einer Reaktion, Wirkungsmechanismus auf der Teilchenebene
