Chemie (Technik)

FOS Jahrgangsstufe 11

In der 11. Jahrgangsstufe erfolgt der Unterricht zweistündig. Er gliedert sich in theoretischen Unterricht und in Schülerübungen. In den Schülerübungen lernen die Schüler selbstständig zu experimentieren.

Lerninhalte

• Strukturen und Eigenschaften ausgewählter Stoffe
• Atommodelle und Periodensystem
• Chemische Bindungen (Atom-, Ionen- und Metallbindung)
• Verschiedene Reaktionsmechanismen, z.B. Säure-Base-Reaktion, Redoxreaktion
• Bearbeitung einer projektorientierten Aufgabe, z.B. Die Bedeutung von Calcium für Natur und Technik sowie für die Gesundheit des Menschen.

In den Schülerübungen experimentieren die Schüler zu Themen aus den Lerninhalten und fertigen Protokolle an.

Leistungsnachweise

• in allen Klassen: 1 Kurzarbeit pro Halbjahr und mind. eine echte mündliche Note. Gewichtung 2:1

FOS Jahrgangsstufe 12

In der 12. Jahrgangsstufe erfolgt der Unterricht zweistündig und baut auf die erworbenen Kenntnisse aus der 11. Klasse auf. Es besteht die Möglichkeit das Fachreferat in der 12. Klasse zu halten. Im Fach Chemie findet keine Abschlussprüfung statt.

Lerninhalte

• Grundlagen der organischen Chemie:
  • funktionelle Gruppen: Hydroxy-, Carbonyl-, Carboxy-, Estergruppe
  • Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren und Ester: Nomenklatur nach IUPAC, Stoffeigenschaften
  • Reaktivität bei Alkanen und Alkenen: Homolyse, Heterolyse, Radikal, Nukleophil, Elektrophil
  • radikalische Substitution
  • elektrophile Addition (u. a. als Nachweis von Doppelbindungen): Polarisierung, heterolytische Spaltung und Rückseitenangriff
  • Halogenkohlenwasserstoffe in Alltag und Technik: Persistenz, Verwendung früher und heute, Umwelt- und Gesundheitsaspekte
  • nucleophile Substitution, Halb- bzw. Vollacetalbildung: Protonierung, nukleophiler Angriff, Protonenabgabe
  • säurekatalysierte Esterkondensation und baseninduzierte Esterhydrolyse, z.B. Verseifung

• Reaktionsgeschwindigkeit und chemisches Gleichgewicht
• Vertieftes Bearbeiten von Säure-Base- und Redoxreaktionen.
• Großtechnische Verfahren z.B. Hochofenprozess, Aluminiumgewinnung
• Bedeutung ausgewählter nachwachsender Rohstoffe
• Bearbeitung einer projektorientierten Aufgabe z.B. die Ammoniaksynthese

Leistungsnachweise

• in allen Klassen: 1 Kurzarbeit pro Halbjahr und mind. eine echte mündliche Note. Gewichtung 2:1

Jahrgangsstufe 13

• Biomoleküle
  • Bau von Fettmolekülen: Carbonsäureester aus Propan‑1,2,3‑triol (Glycerin) und Fettsäuren, u. a. Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure
  • Zusammenhang zwischen Molekülbau und Eigenschaften von Fetten; Z‑Konfiguration bei ungesättigten Fettsäuren; Schmelzbereich und Löslichkeit
  • α-Aminosäuren: Fischer-Projektion, D- und L‑Formen, Chiralität
  • Kondensation von L-α-Aminosäuren zu Peptiden: räumlicher Bau und Mesomerie der Peptidbindung
  • Nachweisreaktion für Proteine: Biuret-Reaktion
  • Strukturprinzipien der Proteine: Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur
  • Enzyme: Biokatalysator, aktives Zentrum, Schlüssel-Schloss-Prinzip
  • Schülerexperiment: Denaturierung von Proteinen
  • Stereochemie am Beispiel der D-Glucose: offenkettige Form, Fischer-Projektion, Anomere, α- und β-Form, Haworth-Projektion, Pyranose- und Furanose-Form, Gleichgewicht der Ring-Ketten-Umlagerung
  • Maltose- und Cellobiose-Moleküle als Bausteine von Amylose- und Cellulose-Molekülen; räumlicher Bau von Amylose-, Amylopektin- und Cellulose-Molekülen (1,4- und 1,6-glykosidische Bindung)
  • Eigenschaften der Stärke und Cellulose: Verdaulichkeit, Löslichkeit, Fasereigenschaft
  • ernährungsphysiologische Bedeutung von Biomolekülen, z. B. Energielieferanten, Baustoffe
  • Verwendung als nachwachsende Rohstoffe, z. B. Biokraftstoffe aus Fett bzw. Kohlenhydraten, Folien aus Kohlenhydraten bzw. Proteinen

• Polymere
  • Struktur und Eigenschaften der Kunststoffe (Thermoplast, Duroplast, Elastomer): Schmelzverhalten, Zersetzung, Härte, Elastizität
  • Bauprinzip von Kunststoffen: Monomer, Polymer, Makromoleküle, Vernetzung
  • Synthese von Kunststoffen durch radikalische Polymerisation (mit Reaktionsmechanismus: Startreaktion, Kettenreaktion, Kettenabbruch), Polykondensation (Polyester, Polyamid; bi- und trifunktionelle Monomere), Polyaddition (Polyurethan); Repetiereinheit
  • Verwendung von Polymeren in Alltag und Technik: Natur- und Kunstfasern (u. a. Wolle, Seide, Baumwolle, Nylon, Polyethylenterephthalat), Ersatz von klassischen Werkstoffen, Spezialkunststoffe, z.B. Klebstoffe, Carbonfasern
  • fossile und nachwachsende Rohstoffe für die Kunststoffherstellung; rohstoffliche, werkstoffliche und energetische Verwertung von Kunststoffabfall; biologisch abbaubare Kunststoffe; Abfallvermeidung

• Stoffe mit delokalisierten Elektronensystemen
  • sp²-Hybridisierung der Kohlenstoffatome und Delokalisierung der π-Elektronen in Benzol
  • mesomere Grenzstrukturen, Mesomerieenergie und Elektronendichteoberfläche in delokalisierten Elektronensystemen
  • induktive und mesomere Effekte: Vergleich der Acidität von aliphatischen Alkoholen, Phenol und Carbonsäuren und der Basizität von aliphatischen Aminen und Anilin
  • Reaktivität bei Alkanen, Alkenen und Aromaten: Homolyse, Heterolyse, Radikal, Nukleophil, Elektrophil; Halogenierung durch radikalische Substitution, elektrophile Addition (u. a. als Nachweis von Doppelbindungen) und elektrophile aromatische Substitution (Übergangszustand und Zwischenprodukt); SSS- und KKK-Regel
  • Zweitsubstitution: dirigierende Wirkung (ortho/meta/para)
  • Bedeutung, Umwelt- und Gesundheitsaspekte wichtiger aromatischer Verbindungen, u. a. Benzol, Benzoesäure, Styrol

BOS Jahrgangsstufe 12

In der 12. Jahrgangsstufe erfolgt der Unterricht zweistündig. Es besteht die Möglichkeit das Fachreferat in der 12. Klasse zu halten. Im Fach Chemie findet in der BOS keine Abschlussprüfung statt.

Lerninhalte

• Grundlagen der organischen Chemie
  • funktionelle Gruppen: Hydroxy-, Carbonyl-, Carboxy-, Estergruppe
  • Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren und Ester: Nomenklatur nach IUPAC, Stoffeigenschaften
  • Reaktivität bei Alkanen und Alkenen: Homolyse, Heterolyse, Radikal, Nukleophil, Elektrophil
  • radikalische Substitution
  • elektrophile Addition (u. a. als Nachweis von Doppelbindungen): Polarisierung, heterolytische Spaltung und Rückseitenangriff
  • Halogenkohlenwasserstoffe in Alltag und Technik: Persistenz, Verwendung früher und heute, Umwelt- und Gesundheitsaspekte
  • nucleophile Substitution, Halb- bzw. Vollacetalbildung: Protonierung, nukleophiler Angriff, Protonenabgabe
  • säurekatalysierte Esterkondensation und baseninduzierte Esterhydrolyse, z.B. Verseifung

• Strukturen und Eigenschaften ausgewählter Stoffe
• Atommodelle und Periodensystem
• Chemische Bindungen (Atom- Ionen- und Metallbindung)
• Verschiedene Reaktionsmechanismen, z.B. Säure-Base-Reaktion, Redoxreaktion
• Reaktionsgeschwindigkeit und chemisches Gleichgewicht bezogen auf großtechnische Verfahren, z. B. Hochofenprozess, Aluminiumgewinnung
• Bedeutung ausgewählter nachwachsender Rohstoffe
• Bearbeitung einer projektorientierten Aufgabe z.B. die Ammoniaksynthese.

Leistungsnachweise

• in allen Klassen: 1 Kurzarbeit pro Halbjahr und mind. eine echte mündliche Note. Gewichtung 2:1

BOS Vorklasse (Technik)

Lerninhalte:

• chemischer Stoffbegriff & Trennverfahren
• Aufbau der Materie aus Atomen und deren Aufbau
• Ordnung der Elemente im PSE
• chemische Formelsprache
• Arten und Energetik chemischer Reaktionen
• Bindungstypen und daraus resultierende Stoffeigenschaften
• Stöchiometrisches Rechnen
• Reaktionstypen und deren Produkte im Vergleich

Leistungsnachweise:

• in allen Klassen: 1 Kurzarbeit pro Halbjahr und mind. eine echte mündliche Note. Gewichtung 2:1