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Das Fach Chemie am Schönborn-Gymnasium

Autor: JMi 10.03.2015

 

Die Chemie untersucht und beschreibt die stoffliche Welt. Sie liefert Prinzipien und Gesetzmäßigkeiten über die Eigenschaften, den Aufbau und die Umwandlungen von Stoffen. In allen Phasen des Unterrichts sollen die Kompetenzen und Inhalte mit Hilfe von sechs Leitlinien erschlossen werden:

  1. Stoffe und ihre Eigenschaften
  2. Stoffe und ihre Teilchen
  3. Chemische Reaktionen
  4. Ordnungsprinzipien
  5. Arbeitsweisen
  6. Umwelt und Gesellschaft

Für das Fach Chemie ist das Denken auf zwei Ebenen, der Ebene der Phänomene (Stoffe, Beobachtungen, Eigenschaften) und der Ebene der Modelle (Teilchen, Deutungen, Strukturen) besonders typisch. Die folgenden Abbildungen sollen dies veranschaulichen:

Die Abbildung zeigt die Struktur (Anordnung) der Wassermoleküle im Eiskristall. Die Wassermoleküle haben eine regelmäßige Anordnung und die Zwischenräume sind groß. Damit erklärt sich die geringere Dichte von Eis gegenüber Wasser und die dadurch im Frühjahr zu beobachtenden Frostschäden auf unseren Straßen.

Die Abbildung links zeigt die Struktur von Graphit, die rechts die Struktur von Diamant. Vergleichen wir die beiden Strukturen, wird deutlich, warum der Diamant eine sehr hohe Härte besitzt und elektrisch nichtleitend ist, während Graphit mit seiner blättchenförmigen Struktur als "Bleistift" zu nutzen und elektrisch leitend ist (frei bewegliche Elektronen zwischen den Kohlenstoff-Ebenen).

Salzkristalle haben im Gegensatz zu Molekülverbindungen als kleinste Teilchen geladene Atome (Ionen). Die Abbildung stellt einen Ausschnitt aus dem Kochsalzkristallgitter dar. Die Anordnung der Ionen im Gitter erklärt einerseits die sichtbare Struktur des Natriumchlorid-Kristalls aber auch die hohen Schmelz- und Siedetemperaturen aufgrund der hohen Anziehungskräfte zwischen den Ionen.

In der Chemie gibt es viele Reaktionsarten zu unterscheiden. Auch hier helfen ordnende Strukturen. Zwei große Gruppen bilden die Donator-Akzeptor-Reaktionen. Zu diesen zählen die Redox-Reaktionen und die Säure-Base-Reaktionen (Protolysen). Im ersten Fall werden zwischen den Reaktionspartnern Elektronen, im anderen Fall Protonen (Wasserstoffkerne) ausgetauscht. Dies machen die abschließenden Darstellungen deutlich:

 

 

So wird Chemie für jeden verständlich und weckt das Interesse. Reaktionen unter Funkensprühen, mit lautem Knall oder mit beeindruckenden Farbänderungen begeistern die Schülerinnen und Schüler.

 

Ein derart beeindruckendes Experiment ist der "Thermit-Versuch" (übrigens eine Redox-Reaktion).

 

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