Chemie

Zu dem Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung zählen fachspezifische Denk- und Arbeitsweisen. Dazu gehört, dass Schülerinnen und Schüler chemische Fragestellungen erkennen, entwickeln und experimentell untersuchen. Folglich spielt das Experiment eine zentrale Rolle im Chemieunterricht.
Zur Deutung der Phänomene müssen geeignete Modelle eingeführt, angewendet und kritisch reflektiert werden. Bei der Kompetenzentwicklung werden mathematische Methoden unter besonderer Be- rücksichtigung der Lernvoraussetzungen der Schülerinnen und Schüler verwendet, um einem unver- standenen und inhaltsleeren Umgang mit Formalismen entgegenzuwirken.
Durch die wiederholte Auseinandersetzung mit chemischen Fragestellungen erhalten die Schülerin- nen und Schüler einen Einblick in den naturwissenschaftlichen Erkenntnisprozess. Dadurch wird ein Beitrag für die Entwicklung eines rationalen, naturwissenschaftlich begründeten Weltbildes geleistet (vgl. Kerncurriculum).

Zu dem Kompetenzbereich Kommunikation zählt die Fähigkeit, Informationen fachbezogen zu er- schließen und auszutauschen. Die Schülerinnen und Schüler entwickeln im Unterricht eine zuneh- mend ausgeschärfte Fachsprache sowie die Fähigkeit, zwischen Alltags- und Fachsprache zu unter- scheiden. Dabei üben sie sich in schriftlichen und mündlichen Ausdrucksformen.
Die Schülerinnen und Schüler wählen aus geeigneten Quellen themenbezogene und aussagekräftige Informationen aus. Im Austausch mit den jeweiligen Gesprächspartnern entwickeln sie die Fähigkeit, ihre Positionen fachlich darzustellen, sie zu reflektieren, Argumente zu finden und gegebenenfalls ihre Auffassung aufgrund der vorgetragenen Einwände zu revidieren (vgl. Kerncurriculum).

Zu dem Kompetenzbereich Bewertung zählt das Erkennen und Bewerten chemischer Sachverhalte in verschiedenen Zusammenhängen. Chemierelevante Kontexte ermöglichen es den Schülerinnen und Schülern, Vernetzungen der Chemie in Lebenswelt, Alltag, Umwelt und Wissenschaft zu erkennen. Sie reflektieren ihr eigenes Handeln vor dem Hintergrund sachbezogener Kriterien und verstehen, dass Problemlösungen von Wertentscheidungen abhängig sind (vgl. Kerncurriculum).

Für die Wissenschaft Chemie gilt die Vorstellung, dass alle Materie aus submikroskopisch kleinen Teilchen aufgebaut ist. Diese können isoliert vorkommen, lagern sich aber meistens durch Ausbildung chemischer Bindungen zu Verbänden zusammen. Sie bilden dabei mehr oder weniger große Aggre- gate mit spezifischen stofflichen Eigenschaften (z. B. Metalle oder Salzkristalle) aus. Die Vielfalt der Stoffe ergibt sich dabei durch die vielfältigen Kombinationen und Anordnungen einer nur begrenzten Anzahl unterschiedlicher Atomsorten (vgl. Kerncurriculum).

Die Eigenschaften eines Stoffes sind abhängig von der Art seiner Teilchen (Bausteine) und vom Auf- bau seines Teilchenverbands. Dabei sind Aufbau und Struktur der Teilchenverbände entscheidender für die Eigenschaften eines Stoffs als die Merkmale der einzelnen Atome (vgl. Kerncurriculum).

Chemische Reaktionen sind Vorgänge, bei denen aus Stoffen neue Stoffe gebildet werden. Dabei treten Atome, Ionen und Teilchenverbände miteinander in Wechselwirkung. Es wirken Anziehungs- und Abstoßungskräfte (vgl. Kerncurriculum).

In allen Stoffen ist Energie gespeichert. Das Maß der gespeicherten Energie ist eine charakteristische Stoffgröße. Bei chemischen Reaktionen verändert sich der Energiegehalt des Reaktionssystems durch Austausch von Energie mit der Umgebung (vgl. Kerncurriculum).

Zum Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung/Fachmethoden zählen fachspezifische Denk- und Arbeitsweisen. Dazu gehört, dass Schülerinnen und Schüler chemische Fragestellungen erkennen, entwickeln und experimentell untersuchen. Folglich spielt das Experiment eine zentrale Rolle im Chemieunterricht. Zur Deutung der Phänomene müssen weitere Modelle eingeführt, vorhandene Modelle angewendet, vertieft und kritisch reflektiert werden.
Durch Auseinandersetzung mit zunehmend komplexeren chemischen Fragestellungen vertiefen die Schülerinnen und Schüler ihre Einblicke in naturwissenschaftliche Erkenntnisprozesse. Dadurch wird ein Beitrag für die Entwicklung eines rationalen, naturwissenschaftlich begründeten Weltbildes geleistet (vgl. Kerncurriculum).

Zum Kompetenzbereich Kommunikation zählt die Fähigkeit, Informationen fachbezogen zu erschließen und auszutauschen. Die Schülerinnen und Schüler entwickeln im Unterricht eine ausgeschärfte Fachsprache sowie die Fähigkeit, zwischen Alltags- und Fachsprache zu unterscheiden.
Die Schülerinnen und Schüler wählen aus geeigneten Quellen themenbezogene und aussagekräftige Informationen aus. Dabei lernen sie zunehmend, Quellen kritisch zu reflektieren. Im Austausch mit Gesprächspartnern entwickeln sie die Fähigkeit, ihre Positionen fachlich darzustellen, sie zu reflektieren, Argumente zu finden und gegebenenfalls ihre Auffassung aufgrund der vorgetragenen Einwände zu revidieren. Bereits im Sekundarbereich I erlernte Methoden und Techniken der Präsentation werden angewendet. Schwerpunkte sind eine adressatengerechte Darstellung des/der Vortragenden sowie differenzierte Rückmeldungen durch die Mitschülerinnen und Mitschüler (vgl. Kerncurriculum).

Zum Kompetenzbereich Bewertung/Reflexion zählen das Erkennen und Bewerten chemischer Sachverhalte in verschiedenen Zusammenhängen. Chemierelevante Kontexte ermöglichen es den Schülerinnen und Schülern, Vernetzungen der Chemie in Lebenswelt, Alltag, Umwelt und Technik zu erkennen. Sie reflektieren ihr Handeln vor dem Hintergrund sachbezogener Kriterien und verstehen, dass Problemlösungen von Wertentscheidungen abhängig sind (vgl. Kerncurriculum).

Das Basiskonzept Stoff-Teilchen stellt fachsystematische Ordnungsprinzipien und Modellvorstellungen zur Verfügung, mit denen sich die Vielfalt der Stoffe auf bestimmte Teilchentypen zurückführen lässt. Es zeigt Zusammenhänge auf, die elementare makroskopische Erfahrungen im Umgang mit Stoffen mit Modellvorstellungen im submikroskopischen Bereich verknüpfen. Es werden Voraussetzungen zum Verständnis der Struktur-Eigenschaftsbeziehungen geschaffen.
Inhaltliche Schwerpunkte dieses Konzepts sind PSE, Stoffklassen, Atombau, chemische Bindung (vgl. Kerncurriculum).

Das Basiskonzept Struktur-Eigenschaft stellt die wechselseitigen Bezüge zwischen der Anordnung von Atomen und Elektronen (Struktur der Stoffe) und den makroskopisch beobachtbaren Eigenschaften und Reaktionen dieser Stoffe her. Der Beschreibung und Darstellung chemischer Strukturen mit differenzierten Modellvorstellungen kommt dabei eine besondere Bedeutung zu.
Inhaltliche Schwerpunkte dieses Konzepts sind auf makroskopischer Ebene Stoffeigenschaften, Säure- stärken und der Verlauf chemischer Reaktionen. Auf submikroskopischer Ebene sind es zwischenmolekulare Wechselwirkungen, mesomere und induktive Effekte und Reaktionsmechanismen (vgl. Kerncurriculum).

Das Basiskonzept Donator-Akzeptor stellt ein fachsystematisches Ordnungsprinzip für Redox- und Säure-Base-Reaktionen dar, die den größten Teil chemischer Reaktionen ausmachen. Es vertieft das Verständnis chemischer Reaktionen auf der Teilchenebene. Protonen oder Elektronen kommen bei chemischen Reaktionen nicht isoliert vor, da sie direkt übertragen werden.
Inhaltliche Schwerpunkte dieses Konzepts sind die Säure-Base-Theorie nach Brönsted, Redoxreaktionen als Elektronenübertragungsreaktionen, Bau und Funktionsweise galvanischer Zellen, Elektrolyse, Batterien, Akkumulatoren, Brennstoffzellen und Korrosion (vgl. Kerncurriculum).

Das Basiskonzept Kinetik und chemisches Gleichgewicht richtet den Blick auf den zeitlichen Verlauf und die Ausbeute chemischer Reaktionen. Dabei beschreibt es makroskopisch Konzentrationsänderungen in Abhängigkeit von der Zeit bis zum Erreichen des Gleichgewichtszustandes. Die Beschreibung von Gleichgewichtszuständen erfolgt qualitativ und quantitativ.
Inhaltliche Schwerpunkte dieses Konzepts sind Reaktionsgeschwindigkeit und deren Beeinflussung, Massenwirkungsgesetz, Säure-Base- und Redox-Gleichgewichte, Beeinflussung von Gleichgewichtskonzentrationen (vgl. Kerncurriculum).

Energieumsätze kennzeichnen alle chemischen Reaktionen. Das Basiskonzept Energie befasst sich mit dem Energiegehalt von Stoffen und dem Austausch von Energie. Es klärt, in welche Richtung eine chemische Reaktion abläuft und inwieweit sie über Temperaturänderungen gesteuert werden kann. Auf submikroskopischer Ebene bietet es Modellvorstellungen der chemischen Bindung zur Erklärung messbarer energetischer Zustände und Umsätze an.
Inhaltliche Schwerpunkte sind Enthalpie, Entropie, freie Enthalpie, Mesomerieenergie, Aktivierungsenergie und Katalyse (vgl. Kerncurriculum).