Deutschland · KMK Bildungsstandards
Klasse 13 Chemie der Oberstufe: Von der Thermodynamik zur Synthese
Dieser Kurs vertieft das Verständnis chemischer Systeme durch die Verknüpfung von energetischen Prinzipien, Reaktionskinetik und komplexen organischen Synthesewegen. Die Lernenden analysieren Stoffkreisläufe und industrielle Prozesse unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeit und moderner Forschung.
Energetik und Chemische Thermodynamik
Untersuchung der Energieänderungen bei chemischen Reaktionen und die Vorhersagbarkeit von Prozessen durch Entropie und Gibbs-Energie.
Berechnung von Reaktionsenthalpien über Bindungsenergien und Bildungsenthalpien unter Anwendung energetischer Kreisprozesse.
Einführung des Unordnungsbegriffs und die statistische Deutung der Entropie in chemischen Systemen.
Verknüpfung von Enthalpie und Entropie zur Bestimmung der freien Reaktionsenthalpie und der Richtung chemischer Reaktionen.
Kinetik und Katalyse
Analyse der Geschwindigkeit chemischer Reaktionen und der Wirkungsweise von Katalysatoren auf Teilchenebene.
Untersuchung der Faktoren, die die Kollisionshäufigkeit und Energie der Teilchen beeinflussen.
Wirkungsweise von homogenen und heterogenen Katalysatoren sowie Enzymen in biologischen Systemen.
Mathematische Beschreibung der Konzentrations-Zeit-Abhängigkeit bei Reaktionen nullter, erster und zweiter Ordnung.
Elektrochemie und Energiespeicherung
Untersuchung von Redoxreaktionen zur Umwandlung chemischer Energie in elektrische Energie und deren technische Anwendung.
Aufbau von Halbzellen, Messung der Standardpotenziale und Nutzung der Spannungsreihe.
Erzwungene Redoxreaktionen durch äußere Spannung und quantitative Aspekte der Stoffabscheidung.
Funktionsweise von Lithium-Ionen-Akkumulatoren und Wasserstoff-Brennstoffzellen im Kontext der Energiewende.
Aromatische Kohlenwasserstoffe
Struktur, Bindungsverhältnisse und Reaktivität von Benzol und seinen Derivaten im Vergleich zu Aliphaten.
Entwicklung der Strukturmodelle vom Kekulé-Modell zum Orbitalmodell (delokalisierte Elektronen).
Mechanismus der Halogenierung, Nitrierung und Sulfonierung von Benzol.
Einfluss von Erstsubstituenten auf die Reaktivität und den Ort des Zweitangriffs (Induktive und Mesomere Effekte).
Kunststoffe und Makromoleküle
Synthesewege, Struktur und Eigenschaften von Polymeren sowie deren Bedeutung für Technik und Umwelt.
Radikalische Polymerisation von Ethen und Derivaten zu Thermoplasten.
Synthese von Polyestern, Polyamiden und Polyurethanen durch funktionelle Gruppen.
Recyclingverfahren, biologisch abbaubare Kunststoffe und Mikroplastikproblematik.
Farbstoffe und Analytik
Zusammenhang zwischen Lichtabsorption und Molekülstruktur sowie moderne Methoden der Strukturaufklärung.
Das Delokalisierte Elektronensystem, Chromophore und Auxochrome Gruppen.
Synthese durch Diazotierung und Azokupplung sowie die pH-Abhängigkeit der Farbe.
Grundlagen der UV/Vis-Spektroskopie und Chromatographie zur Stoffidentifikation.