inhaltliche/prozessbezogene Kompetenzen
Checkliste/Arbeitsplan
Unterrichtsgang (Beschreibung der UE)
Voraussetzung der SuS: Die SuS kennen bereits das PSE, den Aufbau eines Atoms/Ions und kategorisieren Elemente in Metalle und Nichtmetalle. Typische Merkmale von chemischen Reaktionen (Stoffumwandlung-alle Teilchen bleiben dabei erhalten) sind nicht nur gut bekannt, sondern können als gesichertes Grundwissen immer abgerufen werden.
Typische Vertreter ihrer Bindungsklasse werden exemplarisch in dieser UE vorgestellt und tiefergehend behandelt. Zu Beginn werden alle verwendeten Elemente in den zwei möglichen Zuständen als atomar und ionisch vorgestellt. Es schließt sich die Kombination mit den anderen Elementen an. Die Verbindungen werden untersucht (Löslichkeit in Wasser, Schmelz-, Siedetemperaturen, Leitfähigkeit). Zwischen den Teilchen gibt es Kräfte, die die Teilchen zusammenhalten. Qualitativ kann man diese bestimmen und zueinander in Beziehung setzen. 3 Bindungsklassen lassen sich daraus extrahieren. Die Bindungsklassen finden natürlich auch submikroskopisch ihre Entsprechung. Die Atome binden die Elektronen in unterschiedlicher Weise. Die Systematik zu beleuchten und daraus wiederum Gestzmäßigkeiten abzuleiten, bildet den Abschluss.
Arbeitsblätter
Linkliste (inhaltliche Kompetenz/Kompetenz in Schülersprache/Aufgabe/Link)
Die SchülerInnen….
…erläutern die Eigenschaften (Löslichkeit in Wasser, Schmelz-, Siedetemperaturen, elektrische Leitfähigkeit) von Ionen- und Molekülverbindungen anhand von Bindungsmodellen.
…beschäftigen sich mit verschiedenen Stoffen und untersuchen diese. Am Ende gruppieren sie die Stoffe nach vorgegebenen Kriterien.
Erstelle eine Tabelle mit den untersuchten Stoffen. Teile diese ein (Ionenverbindung / Molekülverbindung).
…beschreiben unterschiedliche Bindungsarten: Metallbindung, Ionenbindung, unpolare und polare Elektronenpaarbindung.
…haben Gruppen gefunden, die darauf schließen lassen, dass die Stoffe unterschiedlich starke Bindungskräfte haben.
Gib Untersuchungsmöglichkeiten an, wie man Stoffe den Bindungsarten zuordnen kann. Beispiel: Was kann man aus der Eigenschaft folgern, dass sich ein Stoff in Wasser löst?
http://basischemie.w-hoelzel.de/#atombindung_vers_ionenbindung.html
…erläutern Bindungsarten anhand einfacher Bindungsmodelle.
…ordnen Bindungsmodelle den gefundenen Stoffgruppen zu. Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Bindungsmodelle werden verdeutlicht.
Chemie ist die Physik der Valenzelektronen!? Soll heißen, wenn ich die äußeren Elektronen eines Atoms kenne, dann weiß ich schon, wie sich das Atom mit anderen Atomen verbinden kann.
http://basischemie.w-hoelzel.de/#edelgasregel.html
beschreiben die Elektronegativität (EN) als ein relatives Maß für die Fähigkeit eines Atoms, in einer chemischen Bindung, bindende Elektronenpaare an sich zu ziehen.
erkennen, dass es nicht nur die reine Ionenbindung und die gleichberechtigte Molekülbindung gibt. Es gibt auch Zwischenformen, die sich mit den unterschiedlichen Kräften der einzelnen Atome auf die Bindungselektronen erklären lassen. Das Maß der Kraft heißt Elektronegativität.
Learning by doing. Es gibt sehr viele Verbindungen. Bearbeite Aufgaben und übe so lange, bis du ein intuitives Verständnis dafür entwickelst.
http://basischemie.w-hoelzel.de/#elektronegativitaet.html
wenden das Elektronenpaarabstoßungsmodell zur Erklärung der Struktur des Wassermoleküls an.
kennen die Molekülbindung, haben sich aber noch keine Gedanken über die räumliche Orientierung der Bindungspartner gemacht. Die räumliche Anordnung der Teilchen kann man in Schule nicht untersuchen, aber in der Literatur findet man Daten dazu. Mit dem EPA-Modell kann man gute Voraussagen treffen, wie ein Molekül aussehen wird (und ob es zutreffend ist, kann man dann an Daten ablesen).
3 Atome müssten immer linear angeordnet sein, wenn diese sich möglichst wenig in die Quere kommen wollen. Dies ist aber nicht der Fall, wie es die Messungen von 3 atomigen Verbindungen nahelegen. Woran kann das liegen? Was hindert die Atome an einer beliebigen (hier linearen) Ausrichtung? Es sind die Elektronen des mittleren Atoms. Zeige in eigenen Zeichnungen, wie man dies erklären kann.
http://basischemie.w-hoelzel.de/#raeumliche_bau.html
beschreiben Wasserstoffbrücken als zwischenmolekulare Wech-selwirkungen (E-Kurs)
betrachten die Siedepunkte verschiedener Stoffe und stellen fest: es gibt Stoffe die aus der Reihe fallen. Der Grund sind besondere Kräfte zwischen den Wasserstoffteilchen, sogenannte Wasserstoffbrücken.
Zwischen den Molekülen gibt es Kräfte. Diese halten die Teilchen zusammen oder stoßen diese voneinander ab. Recherchiere, welche Zwischenmolekularen Kräfte es gibt, wie sich diese unterscheiden und gib grob die Größenordnung der Kräfte an.
http://basischemie.w-hoelzel.de/#zmk_uebersicht.html
erklären die Löslichkeit von Salzen in Wasser unter Verwendung eines einfachen Modells (Hydrathülle).
kennen die Ionenbindung bei Salzen. Sie schließen auf negative und positive Ladungen bei den Ionen. Wie können diese starken Bindungskräfte zwischen den positiven und negativen Teilchen gelöst werden? Dies kann ein Teilchen, dass sowohl ein positives als auch ein negatives „Ende“ hat, das Wassersteilchen.
Erstelle einen Stop-Motion Film. Dieser zeigt die Lösung von Ionen durch Wasserteilchen. Verwende ein Dipolteilchen als Wasserteilchen.
https://hoffmeister.it/chemie/23-loeslichkeit_von_salzen&das_loeslichkeitsprodukt.pdf
beschreiben mithilfe der Gitterenergie und der Hydratationsener-gie die Energiebilanz des Lösungsvorgangs von Salzen (E-Kurs).
untersuchen alle Kräfte, die beim Lösen auftreten können, und bilanzieren diese.
Gibt man Salze in Wasser, kann man beobachten, dass die Salzlösung wärmer wird, kälter wird oder gleichwarm bleibt. Dieses Phänomen kann man nur erklären, wenn man sich den Lösungsvorgang genau anschaut und die Energiebilanz untersucht. Suche dir 3 Salze und bilanziere den Lösungsvorgang.
https://hoffmeister.it/chemie/23-loeslichkeit_von_salzen&das_loeslichkeitsprodukt.pdf
Lernzielkontrolle
Erläuterung: Teilabschnitte der Unterrichtseinheit können hier als Quizz, Multiple-Choice, klassische Fragen, Fortsetzungsgeschichte oder, oder eingesetzt werden.
Klassenarbeit
Am Ende des Tabellenabschnitts findet man das Dokument „Testfragen“.
http://chemie.beratung-mathe-nachhilfe.de/#ionatomaufbau
Erläuterung: Dieses Dokument enthält Prüfungsfragen, teils mit Lösungen, auch aus früheren Jahren. Eine gut konstruierte Arbeit addiert die Punkte immer auf 100, weist das Anforderungsniveau aus ( 50% I, 30% II und 20% III), bildet die inhaltlichen Bereiche ungefähr so ab, wie sie im Zeitlichen auch unterrichtlich behandelt worden sind.