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Chemie

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MINT-Tag 2020

https://www.ludwigsgymnasium.de/wp-content/uploads/2018/01/2018-01-25-MINT-Tag-001a.jpg 200 300 Florian Fischer https://www.ludwigsgymnasium.de/wp-content/uploads/2016/01/LGS420-2016.png Florian Fischer2020-01-29 10:46:022020-02-11 11:51:25MINT-Tag 2020

Exkursion der Klasse 6c zum Thema "Ökosystem Gewässer"

https://www.ludwigsgymnasium.de/wp-content/uploads/2019/07/2019-07-18-Exkursion-Rainer-Wald-017a.jpg 197 300 Felix Kern https://www.ludwigsgymnasium.de/wp-content/uploads/2016/01/LGS420-2016.png Felix Kern2019-07-26 06:23:522019-07-26 06:23:52Exkursion der Klasse 6c zum Thema "Ökosystem Gewässer"

Gymnasialpreis Nachwachsende Rohstoffe 2019

https://www.ludwigsgymnasium.de/wp-content/uploads/2019/07/2019-06-28-Gymnasialpreis-Nachwachsende-Rohstoffe-001a.jpg 201 300 Felix Kern https://www.ludwigsgymnasium.de/wp-content/uploads/2016/01/LGS420-2016.png Felix Kern2019-07-03 19:42:402019-07-03 21:32:22Gymnasialpreis Nachwachsende Rohstoffe 2019

Dr. Hans Riegel Fachpreise 2019

https://www.ludwigsgymnasium.de/wp-content/uploads/2019/07/2019-06-25-Hans-Riegel-Preis-für-Amelie-Niefanger-001a.jpg 200 300 Felix Kern https://www.ludwigsgymnasium.de/wp-content/uploads/2016/01/LGS420-2016.png Felix Kern2019-07-03 17:20:352019-07-03 17:21:09Dr. Hans Riegel Fachpreise 2019

P.A.R.T.Y. im Krankenhaus

https://www.ludwigsgymnasium.de/wp-content/uploads/2019/05/2019-03-27-P.A.R.T.Y.-im-Krankenhaus-005a.jpg 201 300 Felix Kern https://www.ludwigsgymnasium.de/wp-content/uploads/2016/01/LGS420-2016.png Felix Kern2019-05-15 08:09:512019-05-15 08:10:36P.A.R.T.Y. im Krankenhaus

Das Fach

Chemie ist eine Naturwissenschaft, die sich mit dem Aufbau, den Eigenschaften und der Umwandlung von Stoffen beschäftigt. Die Stoffportionen enthalten entweder Atome (z.B. Metalle wie Eisen), Moleküle (z.B. flüchtige Stoffe wie Wasser) oder Ionen (z.B. Salze wie Kochsalz). Die in Atomen, Molekülen und Ionen enthalten Elektronenhüllen, und insbesondere die Vorgänge in diesen bei chemischen Reaktionen, sind von großer Bedeutung. (Verändert nach: https://de.wikipedia.org/wiki/Chemie; Aufruf : 02.08.2014)

Diese allgemein gültige Definition der Chemie deckt nur einen kleinen Teil dessen ab, was Chemie ist und was die Chemie für einen begeisterten Chemiker (und jeden, der der Chemie eher skeptisch gegenübersteht) bedeuten kann.

Chemie betrifft unseren Alltag, unsere Ernährung, die Umwelt, die Energie die uns wärmt und unsere Fahrzeuge antreibt, die Pflegeprodukte und Reinigungsmittel die wir benutzen und ist Basis unserer stofflichen Existenz.

Grundkenntnisse in Chemie helfen bei Entscheidungen für gesunde Ernährung, der Wahl des Waschmittels, der Abfallentsorgung und beim Verständnis von Begriffen wie Nachhaltigkeit, Klimaerwärmung, Ozonloch etc.

Chemie hat auch eine ästhetische Komponente, die die Fachschaft versucht hat in der filmischen Umsetzung von Experimenten zu zeigen.

Nicht zuletzt ist ein Basiswissen der Chemie Grundlage jedes naturwissenschaftlichen Studiengangs (Medizin, Pharmazie, Ingenieurswissenschaften, Mechatronik etc.) und somit unverzichtbare Grundlage für Beruf und Studium.

Die Fachschaft Chemie versucht dieses Fach so anschaulich, alltagsnah und praxisbezogen wie möglich zu vermitteln.

Und das wichtigste zum Schluss:

Chemie hat im Experiment auch einen hohen Spaßfaktor!

Mehlstaubexplosion, gefilmt im Rahmen des Biologisch-Chemischen Praktikums

  • Lehrkräfte

    Fachbetreuung

    Doris Hornfeck

    Seminarlehrer

    Josef Weinberger

    Hauptamtliche Lehrkräfte

    Dr. Franz Glaser,  Doris Hornfeck, Robert Jedlitschka, Ingrid Rasch-Vogl, Josef Weinberger

  • Lehrwerke und zugelassene Hilfsmittel

    Am Ludwigsgymnasium werden in dem Fach Chemie folgende Schulbücher des Bayerischen Schulbuch-Verlags (www.oldenbourg-bsv.de) eingesetzt:

    NTG

    • 8. Klasse: Galvani Chemie 1 (Bayern)
    • 9. Klasse: Galvani Chemie 2 (Bayern)
    • 10. Klasse: Galvani Chemie 3 (Bayern)

    SG

    • 9. Klasse: Galvani Chemie S1 (Bayern)
    • 10. Klasse: Galvani Chemie S2 (Bayern)

    Q11/12

    • Q11: Galvani Chemie 11 (Bayern)
    • Q12: Galvani Chemie 12 (Bayern)
    • Klappbares Periodensystem der Elemente
    • Naturwissenschaftliche Formelsammlung BY (2. Fassung)
  • Schulaufgaben & Kurzarbeiten

    NTG

    8. – 10. Klasse: 2 Schulaufgaben

    SG

    9. + 10. Klasse: 2 Kurzarbeiten

    Q11/12

    1 Klausur pro Semester

Chemie in der Oberstufe

Q11/1

Aromatische Kohlenwasserstoffe (ca. 12 Std.)

  • Vergleich des charakteristischen Reaktionsverhalten dieser Verbindungsklasse mit dem bekannter Kohlenwasserstoffe
  • Mesomerie als Grundlage für das Verständnis der Bindung in aromatischen Molekülen
  • Reaktionsmechanismus der elektrophilen Substitution im Vergleich mit anderen bekannten Reaktionsmechanismen
  • Einfluss eines aromatischen Restes auf die Eigenschaften bekannter funktioneller Gruppen aromatischen Verbindungen als Grundstoffe zahlreicher Alltagsprodukte
  • Benzol als Aromat: Eigenschaften, Verwendung, Umwelt- und Gesundheitsaspekte
  • Mesomerie durch delokalisierte Elektronensysteme: Regeln zur Aufstellung von Grenzstrukturformeln, Mesomerieenergie
  • Halogenierung als elektrophile Substitution
  • Einfluss des Phenylrests auf die Acidität am Beispiel von Phenol und Anilin
  • Vergleich mit aliphatischen Alkoholen, Aminen und Carbonsäuren

Struktur und Eigenschaften von Farbstoffen (ca. 10 Std.)

  • Zusammenhang zwischen Absorptionsverhalten und Farbigkeit von Farbstofflösungen
  • Das Phänomen der Farbigkeit organischer Substanzen als Wechselwirkung zwischen elektromagnetischer Strahlung und Elektronen
  • Modellhafte Erklärung des Einfluss von Änderungen der Farbstoffmolekülstruktur auf die Farbigkeit
  • Synthetischen Azofarbstoffe und das Funktionsprinzip des Farbwechsels von Indikatoren
  • Der Einsatz von Farbstoffen zur Textilfärbung
  • Strukturelle Voraussetzungen von Lichtabsorption und Farbigkeit: delokalisierte Elektronensysteme, Einfluss von Substituenten
  • Naturfarbstoffe: Photosynthesepigment Chlorophyll und Bedeutung der Umwandlung von Lichtenergie in chem. Energie, Absorptionsspektrum von Chlorophyll
  • Azofarbstoffe als synthetische Farbstoffe: Struktur, Synthese (mit Mechanismus), Funktionsprinzip eines Indikators
  • Färbeverfahren: Küpenfärbung am Beispiel des Indigo
Struktur und Eigenschaften von Kunststoffen, Fette und Tenside (ca. 10 Std. + ca. 12 Std.)
  • Bedeutung von Kunststoffen
  • Aufbau makromolekularer Stoffe aus einfachen Monomerbausteinen unter Anwendung bekannter Reaktionstypen
  • Erklärung von Eigenschaften aus deren makromolekularer Struktur
  • Synthese von Polymeren: radikalische Polymerisation Polyaddition (Polyurethan) Polykondensation (Polyamid, Polyester) Struktur und Eigenschaften von Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren Silikone und Carbonfasern als moderne Werkstoffe
  • Kunststoffabfall: Verbrennung, Verwertung, Vermeidung, Auseinandersetzung mit der ökologischen Dimension der Herstellung, Entsorgung und Wiederverwertung
  • Physikalische (Schmelzbereich, Löslichkeit)und chemische Stoffeigenschaften, Molekülstruktur
  • Biologische Bedeutung als Nahrungsmittel, gesunde Ernährung, Fetthärtung
  • Wirtschaftliche Bedeutung: Rolle der Fette als Energieträger und nachwachsende Rohstoffe, Verseifung von Fetten
  • Wirkungsweise waschaktiver Substanzen (Seifen und andere synthetischer Tenside), heutige Alltagsbedeutung
  • Neutralfette als Triacylglycerine: gesättigte und ungesättigte Fettsäuren
  • Amphiphile Eigenschaften und Grenzflächenaktivität von Tensiden, Vergleich von Seifen und Alkylbenzolsulfonaten

Q11/2

Kohlenhydrate und Stereoisomerie (ca. 15 Std.)

  • Phänomen der optischen Aktivität, Molekülchiralität als deren strukturelle Ursache
  • Bedeutung geringfügiger Unterschiede in den Molekülkonfigurationen auf biologische Systeme
  • Stärke und Cellulose als wichtige Speicher und Gerüststoffe
  • Nachweisreaktionen für Zucker
  • Stereoisomerie: Molekülchiralität als Voraussetzung für optische Aktivität, Enantiomerie und Diastereomerie, Fischer-Projektionsformeln; D- und L-Konfiguration an Beispielen
  • Isomerie bei Monosacchariden Kohlenhydrate als Polyhydroxycarbonylverbindungen; Fischer- und Haworth-Projektionsformeln, D-Glucose: Pyranosestruktur (nukleophile Addition); Mutarotation D-Fructose: Furanosestruktur; Keto-Enol-Tautomerie
  • Verknüpfungsprinzip bei Di- und Polysacchariden; Disaccharide: Maltose, Cellobiose, Saccharose; glykosidische Bindung; Fehling-Probe und Silberspiegel-Probe. Polysaccharide: Stärke und Cellulose als Reserve- und Gerüstpolysaccharide; Zusammenhänge zwischen Molekülstruktur und Stoffeigenschaft

Aminosäuren und Proteine (ca. 10 Std.)

  • Die besonderen Eigenschaften der Aminosäuren im Vergleich mit anderen Säuren und Basen
  • Molekülchiralität und Nomenklatur
  • Aminosäuren; Grundstruktur der α-Aminocarbonsäuren: Fischer-Projektionsformeln
  • Charakteristische Proteineigenschaften: Löslichkeit, Säure-Base-Eigenschaften; Zwitterionenstruktur, Prinzip der Elektrophorese, isoelektrischer Punkt
  • Peptide und Proteine; Peptidbindung als Verknüpfungsprinzip: räumlicher Bau, Nachweisreaktionen für Peptide
  • Proteinstruktur: Von der Primär- zur Quartärstruktur, fundamentale Bedeutung der Proteine für das Leben

Reaktionsgeschwindigkeit und Enzymkatalyse (ca. 15 Std.)

  • Quantitative Betrachtung des zeitlichen Aspekts chemischer Reaktionen
  • Bedeutung der Reaktionsgeschwindigkeit für technische und biologische Prozesse, Definition von momentaner und mittlerer Reaktionsgeschwindigkeit
  • Abhängigkeiten der Reaktionsgeschwindigkeit von den Reaktionsbedingungen, Aktivierungsenergie, Stoßtheorie als Erklärung der Aktivierung und Katalyse chemischer Reaktionen
  • Vorstellung von der Wirkungsweise der Enzyme (Schlüssel-Schloss-Modell), Substratspezifität, die Wirkungsspezifität und die charakteristische Abhängigkeit dieser Katalysatoren von den Milieubedingungen
  • Katalyse Enzyme: Substrat- und Wirkungsspezifität; Schlüssel-Schloss-Prinzip, Einfluss von Hemmstoffen Abhängigkeit der Enzymaktivität von Substratkonzentration, Temperatur, pH-Wert, Schwermetallionen

Q12/1

Chemisches Gleichgewicht: Grundlagen und Störung des Gleichgewichts

  • reversible Reaktionen und das dynamisches Gleichgewicht chemischer Prozesse, Hin- und Rückreaktion
  • Massenwirkungsgesetz und Gleichgewichtskonstante Kc als Werkzeug zur Vorhersage der Auswirkungen von Konzentrationsänderungen und der Durchführung von Berechnungen
  • Störung des Gleichgewichts; Das Prinzip von Le Chatelier und die qualitative Betrachtung des Einflusses von Außenfaktoren

Das chemisches Gleichgewicht und dessen Beeinflussung und Bedeutung in Natur und Technik

  • Die Bedeutung des Massenwirkungsgesetzes und des Prinzips von Le Chatelier für die Planung großtechnischer Verfahren (Haber-Bosch-Verfahren), Tropfsteinbildung, Versauerung der Ozeane usw.
  • Irreversibilität chemische Vorgänge in Lebewesen, Fließgleichgewichte, Entropie und Richtung chemischer Reaktionen

Anwendung des Massenwirkungsgesetzes auf Protolysegleichgewichte

  • Autoprotolyse und Massenwirkungsgesetz, Ionenprodukt des Wassers und pH-Wert
  • quantitative Betrachtungen von Säure-Base-Eigenschaften Säure- und Basenstärke: pKS- und pKB-Wert

Q12/2

Bedeutung von Protolysegleichgewichten

  • pH-Wert wässriger Lösungen starker und schwacher Säuren und Basen
  • Säure-Base-Titration
  • Ermittlung und Interpretation von Titrationskurven: pKS-Bestimmung durch Halbtitration, Auswahl geeigneter Indikatoren
  • Puffersysteme: Wirkungsweise und Bedeutung Puffersystemen in der Natur und technischen Anwendungen

Grundlagen Redoxgleichgewichte

  • Standardpotentiale, die Richtung von Elektronenübergängen, Leerlaufspannungen in galvanischen Zellen
  • Verständnis der Umwandlung von elektrischer in chemische Energie bei der Elektrolyse
  • Aufgreifen von Grundwissen: Donator-Akzeptor-Prinzip; korrespondierende Redoxpaare galvanische Zelle: Leerlaufspannung als Potentialdifferenz
  • Spannungsreihe: Standard-Wasserstoff-Halbzelle, Standardpotentiale Konzentrationsabhängigkeit des Redoxpotentials: Konzentrationszelle und Nernstsche Gleichung

Elektrochemie in Alltag und Technik

  • Grundlagen Elektrolyse: Zersetzungsspannung und Phänomen der Überspannung
  • Batterie, Akkumulator, Brennstoffzelle, Korrosion und Korrosionsschutz bei Metallen; Kontaktelement

Wettbewerbe

  • Experimente antworten: Dies ist ein Landeswettbewerb des Bayerischen Kultusministeriums für die Klassen 5-10. Der Wettbewerb richtet sich in erster Linie an Schülerinnen und Schüler der Unterstufe des Gymnasiums. Dreimal pro Schuljahr wird eine Experimentieraufgabe zu einem naturwissenschaftlichen Phänomen gestellt, die selbstständig zuhause mithilfe von Alltagschemikalien und -geräten aus Drogerie und Baumarkt bewältigt werden können.
  • Dechemax: Der bundesweite Wettbewerb richtet sich an Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 7 bis 11. Ein Wettbewerb mit mehreren Runden und aufsteigenden Schwierigkeitsgraden.
  • Jugend forscht: Bei dem bundesweiten Nachwuchswettbewerb werden besondere Leistungen und Begabungen in Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik gefördert. Die Forscherarbeiten (Erfindungen, Naturbeobachtungen, experimentelle Untersuchungen …) können selbständig zu Hause oder unter Betreuung im Rahmen des Wahlunterrichtes „Jugend forscht“ erstellt werden.
  • Internationale Chemie-Olympiade: Anspruchsvoll!

Links

  • Videos von Experimenten: Filmliste Biologie und Chemie
  • Grundwissen: Unterrichtsmaterial zu den entsprechenden Jahrgangsstufen liegt auf der Lernplattform Mebis bereit. Zugangsdaten sind beim Fachlehrer erhältlich.
  • chemie-interaktiv.net: Geniale Seite von Prof. Dr. M.W. Tausch, einem Chemie-Didaktiker der Universität Wuppertal, der sich auf interaktive Flash-Animation spezialisiert hat und hervorragende Vorstellungen der Teilchenebene liefert. Sehr hilfreich zum Grundverständnis der Chemie.
  • jumk.de/mein-pse: Das Periodensystem der Elemente in Bildern. Für Menschen, die sich das Bild eines Elements besser merken können als dessen aus wenigen Buchstaben bestehende Abkürzungen.
  • schule-bw.de (Chemie): Landesbildungsserver Baden-Württemberg. Sehr informative Seiten.
  • periodicvideos.com: Videoclipsammlung der Universität Nottingham zu den Elementen des Periodensystems, vorgetragen von einem echten Chemie-Nerds (Professoren mit eigenwilliger Haartracht, PSE-Krawatte und britischem Humor). Ebenso informativ wie lustig.
  • chemie.schule: Hamm’s Chemieseite. Schöne Seite eines Chemielehreres – aber Achtung: anderes Bundesland, die Verweise auf die Jahrgangsstufen sind oft unstimmig!
  • chemienet.info: Prof. Stuhlpfarrers Chemie-Seiten hier gibt es Zusammenfassungen, Versuchsvorschläge und viele online-Übungen (mit Lösungen). Aber Achtung: anderes Bundesland, die Verweise auf die Jahrgangsstufen sind oft unstimmig!
  • chemieunterricht-interaktiv.de: Eine Seite der Abteilung Didaktik der Chemie der Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg.
  • chemie-lernprogramme.de: Chemie-Lernprogramm-Seite für Schüler und Kollegen.
  • learningapps.org: Seite aufrufen, nach Chemie durchstöbern, fündig werden.
  • chemie.elchonline.com: Interaktive Seite zur Benennung von Salzen.
  • chemieunterricht.de: Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie, gut geeignet für Oberstufe, W-Seminare, fundierte Referate und Schüler mit Grundwissen.
  • chemgapedia.de: 1.700 Lerneinheiten mit ca. 25.000 Medienelementen und 900 Übungen für die Oberstufe und das Chemiestudium.
  • Mebis (ehemals Moodle): Hier gibt es Kurse zu den jeweiligen Jahrgansstufen die Grundwissen, Arbeitsblätter, Übungen, Präsentationen, Flash-Animationen, Übersichten usw. enthalten. Die Zugangsdaten zum Login erhaltet ihr von eurem Fachlehrer.
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