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Klasse 11 Chemie der Oberstufe: Von Atomen zu komplexen Systemen
Dieser Kurs vertieft das Verständnis chemischer Prinzipien durch die Verknüpfung von Struktur und Eigenschaften. Der Fokus liegt auf quantitativen Analysen, energetischen Betrachtungen und der Dynamik chemischer Reaktionen in Theorie und Praxis.
01Atombau und das Periodensystem der Elemente
Vertiefung der Quantenmechanik und orbitaltheoretische Begründung der Element-Eigenschaften.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Entwicklung von Dalton bis Bohr und bewerten die Grenzen jedes Modells.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Wellenfunktion als mathematische Beschreibung von Elektronen und interpretieren die Wahrscheinlichkeitsdichte.
Die Schülerinnen und Schüler visualisieren s-, p- und d-Orbitale und erklären deren räumliche Orientierung und energetische Abfolge.
Die Schülerinnen und Schüler erstellen Elektronenkonfigurationen für Atome und Ionen unter Anwendung der Hund'schen Regel und des Pauli-Prinzips.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren und erklären die periodischen Trends von Atomradius und Ionisierungsenergie im PSE.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Trends der Elektronegativität und Elektronenaffinität und deren Bedeutung für die Bindungsarten.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Funktionsweise der Massenspektrometrie und berechnen mittlere Atommassen aus Isotopenhäufigkeiten.
02Stöchiometrie und quantitative Analyse
Berechnungen chemischer Reaktionen im Labor- und Industriemaßstab.
Die Schülerinnen und Schüler führen Berechnungen mit Stoffmengen, Massen und Teilchenzahlen durch und verstehen die Avogadro-Konstante.
Die Schülerinnen und Schüler wenden das ideale Gasgesetz an, um Volumina und Stoffmengen von Gasen zu berechnen.
Die Schülerinnen und Schüler berechnen und stellen Lösungen mit verschiedenen Konzentrationsmaßen her und bewerten die Präzision im Labor.
Die Schülerinnen und Schüler identifizieren limitierende Reagenzien und berechnen theoretische sowie praktische Ausbeuten chemischer Reaktionen.
Die Schülerinnen und Schüler bestimmen die empirische und molekulare Formel von Verbindungen basierend auf Elementaranalysedaten.
Die Schülerinnen und Schüler führen Titrationen durch, werten diese aus und verstehen die Grundlagen der Volumetrie zur Konzentrationsbestimmung.
03Chemische Bindung und Struktur
Von der kovalenten Bindung zur räumlichen Gestalt komplexer Moleküle.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Struktur von Salzkristallen und die energetische Stabilität von Ionengittern.
Die Schülerinnen und Schüler zeichnen Lewis-Formeln und verstehen die Oktettregel sowie deren Ausnahmen.
Die Schülerinnen und Schüler sagen die räumliche Geometrie von Molekülen basierend auf der Abstoßung von Elektronenpaaren voraus.
Die Schülerinnen und Schüler erklären die Tetraederstruktur und Mehrfachbindungen des Kohlenstoffs durch sp-Hybridisierung.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren Wasserstoffbrückenbindungen, Dipol-Dipol-Kräfte und Van-der-Waals-Kräfte und deren Einfluss auf Stoffeigenschaften.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen das Elektronengasmodell und die Bändertheorie zur Erklärung der Eigenschaften von Metallen und Halbleitern.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Struktur und Bindungsverhältnisse in Koordinationsverbindungen und deren Anwendungen.
04Thermodynamik chemischer Systeme
Energetische Betrachtung von Reaktionen und die Vorhersage ihrer Freiwilligkeit.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen das Prinzip der Energieerhaltung und den Austausch von Arbeit und Wärme in chemischen Systemen.
Die Schülerinnen und Schüler messen Reaktionswärmen und wenden den Satz von Hess zur Berechnung von Enthalpieänderungen an.
Die Schülerinnen und Schüler nutzen Standardbildungsenthalpien zur Berechnung von Reaktionsenthalpien ohne experimentelle Messung.
Die Schülerinnen und Schüler schätzen Reaktionsenergien durch die Bilanz von Bindungsbruch und -bildung ab.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen das Konzept der Entropie als Maß für Unordnung und den Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik.
Die Schülerinnen und Schüler verknüpfen Enthalpie und Entropie über die Gibbs-Energie zur Vorhersage der Spontaneität chemischer Reaktionen.
05Kinetik und Gleichgewicht
Zeitlicher Verlauf von Reaktionen und der Zustand des dynamischen Gleichgewichts.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren Einflussfaktoren auf die Reaktionsgeschwindigkeit basierend auf der Stoßtheorie.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Wirkungsweise von Katalysatoren und deren Bedeutung in Industrie und Biologie.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen Reaktionen nullter, erster und zweiter Ordnung und bestimmen experimentell die Reaktionsordnung.
Die Schülerinnen und Schüler wenden die Arrhenius-Gleichung an, um die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit zu beschreiben und die Aktivierungsenergie zu bestimmen.
Die Schülerinnen und Schüler leiten das Massenwirkungsgesetz her und wenden die Gleichgewichtskonstante K zur Beschreibung von Gleichgewichten an.
Die Schülerinnen und Schüler wenden das Prinzip von Le Chatelier an, um die Reaktion von Gleichgewichtssystemen auf äußere Störungen vorherzusagen.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen das Löslichkeitsprodukt und wenden es zur Vorhersage von Fällungsreaktionen in gesättigten Salzlösungen an.
06Säure-Base-Systeme
Protonenübertragungsreaktionen und ihre Bedeutung in Natur und Technik.
Die Schülerinnen und Schüler definieren Säuren und Basen nach Brönsted und identifizieren konjugierte Säure-Base-Paare.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen Protolysegleichgewichte und die Autoprotolyse des Wassers als Grundlage des pH-Wertes.
Die Schülerinnen und Schüler führen mathematische Berechnungen des pH-Wertes für starke und schwache Säuren und Basen durch.
Die Schülerinnen und Schüler führen Säure-Base-Titrationen durch, interpretieren Titrationskurven und bestimmen den Äquivalenzpunkt.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Funktionsweise von Puffersystemen und deren Bedeutung für biologische und technische Anwendungen.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die stufenweise Dissoziation von mehrprotonigen Säuren am Beispiel der Phosphorsäure.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Ursachen und Auswirkungen des sauren Regens und diskutieren Schutzmaßnahmen.
07Redoxreaktionen und Elektrochemie
Elektronenübertragungsprozesse und die Umwandlung chemischer in elektrische Energie.
Die Schülerinnen und Schüler bestimmen Oxidationszahlen und stellen komplexe Redoxgleichungen in saurem und alkalischem Milieu auf.
Die Schülerinnen und Schüler nutzen Standardpotenziale zur Vorhersage der Freiwilligkeit von Redoxreaktionen und verstehen die elektrochemische Spannungsreihe.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen den Aufbau und die Funktionsweise von galvanischen Zellen, Batterien und Akkumulatoren.
Die Schülerinnen und Schüler wenden die Nernst-Gleichung an, um die Abhängigkeit des Elektrodenpotenzials von der Konzentration zu berechnen und Konzentrationszellen zu verstehen.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Elektrolyse als erzwungene chemische Reaktion durch elektrischen Strom und wenden die Faraday-Gesetze an.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die elektrochemische Zerstörung von Metallen (Korrosion) und diskutieren verschiedene Schutzmaßnahmen.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Funktionsweise von Brennstoffzellen als innovative Energiewandler.
08Organische Chemie und Stoffklassen
Einführung in die Vielfalt der Kohlenstoffverbindungen und funktionelle Gruppen.
Die Schülerinnen und Schüler benennen organische Verbindungen nach IUPAC-Regeln und unterscheiden verschiedene Arten von Isomeren.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Struktur, Nomenklatur und typischen Reaktionen von gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Eigenschaften und Reaktionen von Alkoholen und deren Bedeutung in Industrie und Alltag.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Struktur und Reaktionen von Carbonsäuren und Estern, insbesondere im Kontext von Duftstoffen.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Besonderheiten des mesomeren Systems von Aromaten am Beispiel von Benzol.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren detailliert den Ablauf von nucleophilen Substitutionsreaktionen (SN1 und SN2).
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Struktur und Funktion biologisch wichtiger Makromoleküle wie Kohlenhydrate und Proteine.
Die Schülerinnen und Schüler diskutieren Recyclingmethoden und den Abbau von Polymeren im Kontext nachhaltiger Chemie.
Die Schülerinnen und Schüler erhalten eine Einführung in die IR-Spektroskopie und NMR zur Strukturaufklärung organischer Verbindungen.