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Übersicht Oberstufe
Wahlpflichtgegenstand Chemie
Chemie am Realgymnasium mit Darstellender Geometrie und am Oberstufenrealgymnasium mit Darstellender Geometrie
Chemie am Gymnasium, am Wirtschaftskundlichen Realgymnasium und am Oberstufenrealgymnasium mit Instrumentalunterricht oder mit Bildnerischem Gestalten und Werkerziehung
Allgemeiner Teil des Lehrplans
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Unterricht in Chemie soll zum Erreichen der folgenden Ziele
beitragen, die sowohl fachspezifische als auch fächerübergreifende
Aspekte enthalten.
Die Schüler sollen die Stellung der Chemie im modernen Weltbild,
ihre Aufgaben innerhalb von Kultur und technisch-wirtschaftlichen
Bereichen sowie ihre grundlegende Bedeutung bei Lebensvorgängen und
Veränderungen der Umwelt erkennen. Das daraus resultierende
Verständnis chemischer Zusammenhänge soll zu verantwortungsbewußtem
Handeln gegenüber Mit- und Umwelt führen. Die wichtige Wechselwirkung
zwischen Ökonomie und Ökologie stellt ein durchgehendes
Unterrichtsprinzip dar.
Dazu sind notwendig:
1. Die Kenntnis der Stoffeigenschaften, die bezüglich ihrer
Anwendung im täglichen Leben und ihrer Auswirkungen auf den
menschlichen Organismus und die Umwelt von Bedeutung sind.
Voraussetzung dafür ist das Kennenlernen
- des Aufbaues der Materie und der damit in Zusammenhang
stehenden Gesetzmäßigkeiten,
- stofflicher Veränderungen und der dafür notwendigen
Bedingungen,
- einfacher Arbeitsmethoden, um Zusammenhänge zwischen
Eigenschaften und Aufbau von Stoffen zu erfassen.
2. Die Anwendung ausgewählter Arbeitsmethoden auf einfache
chemische Problemstellungen im Demonstrations- und
Schülerexperiment.
3. Das Wecken und Festigen des Sicherheitsbewußtseins beim Umgang
mit Chemikalien und Geräten im Labor und im Alltag.
4. Das Umsetzen von chemischen Sachverhalten in die chemische
Fachsprache.
5. Das Entwickeln des Verständnisses für Modellvorstellungen zur
Deutung der Struktur und der davon abhängigen Eigenschaften der
Stoffe.
6. Das Erfassen der Bedeutung von analytischen Methoden und
Verfahren zur Strukturaufklärung, um das Verhalten der Stoffe -
von den einfachsten Molekülen bis zu biochemischen Systemen -
aus ihrem Aufbau ableiten zu können.
Aufbauend auf den Kenntnissen der Unterstufe sollen die Schüler
befähigt werden, die Bedeutung der Chemie sowie deren Stellung im
Rahmen der Naturwissenschaften zu erfassen.
Bei der Behandlung von Themen wie
- Energieumsatz und Energiegewinnung
- Gewinnung, Verarbeitung und Rückgewinnung von Rohstoffen
- Stoffumsatz in lebenden Systemen
- Auswirkungen menschlicher Tätigkeit auf Boden, Wasser und Luft
- Maßnahmen zur Reinhaltung von Wasser, Luft und Boden, sowie
- Beiträge der Chemie zum Schutz des Lebensraumes und der Gesundheit
soll der Zusammenhang mit den Unterrichtsgegenständen Physik,
Biologie und Umweltkunde, Geographie und Wirtschaftskunde, Geschichte
und Sozialkunde, Haushaltsökonomie und Ernährung verdeutlicht werden.
Der Informationsgehalt von chemischen Formeln, Gleichungen und
Diagrammen zur quantitativen Beurteilung von Naturvorgängen und
technischen Prozessen bietetQuerverbindungen zu Anwendungen der
Mathematik und Informatik. Gegenüber Umwelt und Gesellschaft sollen
die Schüler eine verantwortungsbewußte Haltung beim Einsatz
technischer Hilfsmittel gewinnen. Dies kann durch Beispiele, die den
Schülern aus den Stoffgebieten der Religion, der Literatur,
Geschichte und Philosophie bekannt sind, unterstützt werden.
Schließlich ist das Sicherheitsbewußtsein beim Bearbeiten von
Materialien, beim Umgang mit Lösungsmitteln, auch für Bildnerische
Erziehung zu entwickeln.
7. Klasse (3 Wochenstunden):
1. Chemie vermittelt Kenntnisse von den Stoffen unserer Umwelt und
ihrer praktischen Bedeutung. Sie ist die Grundlage für Anwendungen in
Wirtschaft, Technik und Alltag. Aufbauend auf vorhandenen Kenntnissen
der Schüler zeigt die Chemie die Vielfältigkeit der heutigen und
zukünftigen Bedeutung wie zB
- Gewinnung und Aufarbeitung von Rohstoffen durch Trennverfahren
- Veredelung von Rohstoffen zu Fertigprodukten mit Hilfe chemischer
Prozesse
- Feststellung der chemischen Zusammensetzung zur Beurteilung der
wirtschaftlichen Rentabilität von Rohstoffen und Anwendbarkeit von
Produkten im Alltag
- Anwendung von Analysenverfahren zur Qualitätskontrolle und
Überprüfung der Umweltverträglichkeit
- Veranschaulichung der angeführten Themenkreise mit Hilfe von
Schüler- und Demonstrationsexperimenten.
Kenntnisse und Erfahrungen der Schüler sollen zur Behandlung der
jeweiligen Themen herangezogen werden. Fragen der Sicherheit und
Energie sind an geeigneten Stellen zu berücksichtigen.
2. Grundzüge des Bauplanes der Natur
a) Stoffeigenschaften werden durch das Zusammenwirken vieler
Einzelteilchen bestimmt.
Verdeutlichung des Unterschiedes zwischen den Eigenschaften von
Einzelteilchen und Stoffen, die aus diesen aufgebaut sind.
b) Bausteine der Stoffe: Atome - Moleküle - Ionen
Bausteine von Atomen: Proton, Neutron, Elektron
Charakterisierung der Atome durch Protonenzahl, Massenzahl,
Atommasse.
Chemische Symbole.
Nuklide, Isotopie, radioaktive Strahlung
c) Die Elektronenhülle der Atome
Grundzustand und angeregter Zustand eines Atoms
Flammenfärbungen - Atomspektren
Ionisierungsenergie
Modellvorstellung zur Deutung dieser Phänomene: Orbitalmodelle
(Orbitale als Aufenthaltsbereiche der Elektronen)
d) Die Ordnung der Elemente
Aufbauprinzip der Elektronenhülle
Periodensystem
- Haupt- und Nebengruppenelemente (s-, p-, d- und f-Block)
- 18-Gruppen-Periodensystem
- Verteilung von Metallen und Nichtmetallen
Ableitung physikalischer und chemischer Eigenschaften von Elementen
aus ihrer Stellung im Periodensystem (zB Alkalimetalle, Halogene,
Sauerstoff, Schwefel, Edelgase).
Querverbindungen:
Physik: Elemente und Isotope, Modellbild vom Aufbau der Materie,
Emission und Absorption, Spektralanalyse, Elektronenhülle des Atoms,
Periodensystem.
3. Die chemische Bindung
a) Aus Elementen entstehen Verbindungen
Chemische Reaktion an ausgewählten Beispielen, Formel, chemische
Gleichung
Quantitative Erfassung chemischer Reaktionen: Molmasse,
Molvolumen.
b) Stoffklassen und Bindungstypen
Beispiele für Stoffklassen aus Alltag, Technik und Umwelt
Elektronegativität als Grundlage für verschiedene Bindungstypen
c) Ionenbindung - Salze
Elektronenabgabe und -aufnahme (Oxidation - Reduktion), Kationen
und Anionen, Ionenwertigkeit, Ionengitter,
Beispiele für wichtige Ionenverbindungen und deren
wirtschaftliche Bedeutung
d) Atombindung - molekulare Stoffe
Bindung gleichartiger und ungleichartiger Nichtmetallatome,
Modelldarstellungen
Atomgitter und Molekülgitter
Charakteristische Eigenschaften polarer und unpolarer Moleküle
e) Metallbindung - Metalle
Charakteristische Metalleigenschaften
Elektronengasmodell
Metallbe- und -verarbeitung
Einsatz der Metalle und Halbleiter im Alltag
Aufbau der Halbleiter
Didaktischer Hinweis:
Atome treten in den meisten Fällen nicht frei auf. Sie sind in
Atomverbänden bzw. Verbindungen vereinigt. Die Art der Atome und der
chemischen Bindung bestimmen die Eigenschaften der Atomverbände bzw.
Verbindungen.
Die charakteristischen Eigenschaften von Stoffen der einzelnen
Bindungsklassen sind durch Experimente zu veranschaulichen und dabei
die entsprechenden Sicherheitsaspekte zu beachten.
Querverbindungen:
Physik: Bindungsregeln, Leitfähigkeit, Halbleiter
4. Die chemischen Reaktionen
Chemische Prozesse spielen in lebenden Systemen, im Alltag und in
der Technik eine entscheidende Rolle:
- Nutzung der bei chemischen Reaktionen umgesetzten Energie
- Aufbau von Stoffen im Organismus
- Veränderungen von Stoffen im Alltag
- Nutzung von Rohstoffen zur Gewinnung von Produkten
a) Das chemische Gleichgewicht - Massenwirkungsgesetz
Reaktionsgeschwindigkeit, Gleichgewichtskonstante
Einfluß von Druck, Temperatur und Konzentration auf die
Gleichgewichtseinstellung
Beispiele für Gasgleichgewichte
b) Energieumsatz bei chemischen Reaktionen
Demonstration von exothermen und endothermen Reaktionen,
Aktivierungsenergie, Wirkungsweise von Katalysatoren und
Beispiele für ihren praktischen Einsatz,
Reaktionsenthalpie, die Bedeutung der Nutzarbeit chemischer
Prozesse, Gibbs-Helmholtz-Gleichung. Exergone und endergone
Prozesse am Beispiel von Lösungsvorgängen
c) Säure-Base-Reaktionen
Definition von Säure und Base
pH-Wert, pKS, pKB; Veranschaulichung durch pH-Messung von
Lebensmitteln, Getränken und Haushaltschemikalien
Indikatoren
d) Redox-Reaktionen
Oxidationszahl und Spannungsreihe
Elektrolyse und Galvanische Zellen sowie deren praktische
Anwendung
Didaktischer Hinweis:
Zu den Punkten a)-d) sind Demonstrations- sowie Schülerexperimente
durchzuführen.
Querverbindungen:
Physik: Spannungsreihe, Akkumulator, Batterie, Energetische Größen.
Biologie und Umweltkunde: Energetische Größen, Gleichgewichte
Mathematik: Gleichungen
5. Gleichgewichte in Luft, Wasser und Boden
Kreislaufsysteme: zB Kohlendioxid, Stickstoff
Schadstoffemissionen durch Haushalt, Verkehr und Industrie.
Luftschadstoffe und ihre Auswirkungen auf Lebensräume (Immission)
Moderne Technologien zur Luftreinhaltung
Agrarchemie und ihre Nebenwirkungen
Qualitätskriterien (MAK-Werte, MIK-Werte, ppm, ppb).
Didaktischer Hinweis:
Durchführung von Messungen, Abschätzung und Interpretation von
Meßergebnissen; Einschätzung von Meßwerten.
Querverbindungen:
Biologie und Umweltkunde: Emission, Immission, Düngemittel und
Xenobiotika.
6. Gleichgewichte bei industriellen Prozessen
Ausgewählte technologische Verfahren und die Einschätzung der
Probleme bei
- Rohstoffbeschaffung
- Ausbeute an Endprodukten
- Energieausnützung
- Steuerung von Reaktionsabläufen
- Nebenprodukten.
Verdeutlichung der Möglichkeiten und Grenzen des Recyclings.
Aus folgenden Beispielen kann eine Auswahl getroffen werden:
Wasser: Lösungsmittel, Wasserhärte
Kochsalz: Elektrolyse und Solvayverfahren (Natronlauge, Soda, Chlor,
Halogene, Abraumsalze)
Schwefel: Schwefeldioxid, Schwefelsäure, Sulfite, Sulfate (Gips),
Schwefelwasserstoff und Sulfide
Kalk: gebrannter und gelöschter Kalk
Luft: Ammoniaksynthese, Salpetersäureherstellung, Düngemittel
Phosphate: Phosphor, Phosphorsäure, Düngemittel
Silikate: Glas, Keramik, Baustoffe, Zement
Metalle: Gewinnung, Reinigung, Anwendung, Korrosion, Legierungen
und Hartmetalle.
Didaktischer Hinweis:
Das Zusammenspiel von Ökonomie und Ökologie soll anhand dieser
Beispiele erläutert werden, wobei auf regionale Gegebenheiten
besonders einzugehen ist.
Querverbindungen:
Physik: Leitfähigkeit, Elektrolyse, Korrosion
Biologie und Umweltkunde: Reinigung von Luft und Wasser, Düngemittel,
Minerale
Mathematik: Interpretation von Meßwerten
Geographie und Wirtschaftskunde: Rohstoffbeschaffung.
8. Klasse (3 Wochenstunden):
Die Abschnitte 7 bis 15 entsprechen den Abschnitten 6 bis 14 für das
Realgymnasium mit Darstellender Geometrie.
Didaktische Grundsätze:
Der Lehrplan enthält die Grundlagen der Allgemeinen, Anorganischen
und Organischen Chemie, wobei auf ein ausgewogenes Verhältnis
zwischen Theorie und Praxis Wert zu legen ist.
Dem Konzept liegt die Methode zugrunde, ausgehend von den
Eigenschaften der Stoffe und ihren einfachen Bausteinen bis zu
höheren Strukturen organischer Verbindungen vorzudringen. Innerhalb
eines Lernjahres kann die Reihenfolge der einzelnen Kapitel
entsprechend dem Konzept in sinnvoller Weise geändert werden.
Die Vielfalt der Stoffe und Vorgänge in der Natur soll durch das
Erkennen der Gesetzmäßigkeiten zu einem vertieften Verständnis des
Bauplans führen. Praktische, dem Alter der Schüler entsprechende
Beispiele sollen die theoretischen Grundlagen verdeutlichen. Bei der
Veranschaulichung helfen Experimente (Demonstrations- und
Schülerexperimente), Modelle, Computersimulationen, audio-visuelle
Medien, Tabellen und Diagramme. Zur Vertiefung der Praxisbezogenheit
sollen Lehrausgänge und Exkursionen durchgeführt werden.
Bei dieser exemplarischen Behandlung einzelner Beispiele ist stets
auf deren Stellung im Gesamtkonzept zu achten und deren Bedeutung im
Alltag zu betonen. Als Ausgangspunkt chemischer Betrachtungen sind
Lehrer- und vor allem Schülerexperimente, den Schülern bereits
bekannte Sachverhalte, aktuelle Anlässe und Probleme geeignet. Die
Erfassung und Auswertung von experimentellen Daten soll nach
Möglichkeit durch Verwendung von Computern erfolgen.
Das Interesse der Schüler kann durch Bildung von Arbeitsgruppen
oder Durchführung von Projektunterricht verstärkt werden.
Gruppenarbeit fördert die Selbsttätigkeit beim
- Durchführen von Experimenten
- Abschätzen von Gefahrenmomenten
- Entwickeln eines Sicherheitsbewußtseins
- Beobachten
- Auswerten
- Protokollieren
- Erfassen neuer Zusammenhänge und
- Entwickeln neuer Ideen.
Die Diskussion über die Ergebnisse einer Gruppenarbeit fördert die
Entwicklung eigenständiger Gedankengänge und Lösungsmöglichkeiten.
Durch die Formulierung der Ergebnisse wird die Ausdrucksweise
inhaltlich und sprachlich geformt.
Dies ist ein Service der
Österreichischen Professoren Union