XXXInhaltsverzeichnis

Die Bausteine des Universums 8

Orientieren Die chemischen Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Gruppen chemischer Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Eine erste Ordnung der chemischen Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Methode: Der Geheimcode der Chemie (I) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Chemie in Berufen: Sicherheit wird groß geschrieben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Verstehen Ein Element genauer untersucht: Aluminium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Am Aluminium erklärt: der Aufbau der Atome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Methode: Sich gegenseitig unterrichten im Gruppenpuzzle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Chemie in Theorien: Am Aluminium erklärt: das Kern-Hülle-Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Chemie in Theorien: Am Aluminium erklärt: der Bau der Atomkerne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Chemie in Theorien: Am Aluminium erklärt: der Bau der Atomhüllen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Vertiefen Die Ordnung hinter dem Periodensystem der Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Rutherfords Versuch genauer betrachtet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Chemie in Theorien: Den Atomen auf der Spur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Methode: Modelle – Abbilder der Wirklichkeit? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Salze – mehr als nur Kochsalz 40

Orientieren Kochsalz unter der Lupe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Gewinnung und Nutzung von Kochsalz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Chemie im Alltag: Kochsalz und andere Salze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Chemie in Berufen: Im Institut für Lebensmittelkontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Chemie in Projekten: Nitrate in Salaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Verstehen Ionenbindung und Ionenbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Der Aufbau der Salze erklärt ihre Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Chemie in Theorien: Natrium, Chlor und die Edelgasregel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Chemie im Alltag: Geschichte(n) rund um Kochsalz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Methode: Der Geheimcode der Chemie (II) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

Vertiefen Das Salz in der Suppe: die Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Kristallwasser und Kristallformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Chemie in Projekten: Mit Salzen kühlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Chemie im Alltag: Salze – auch wichtig beim Bau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

4

Energie zum Mitnehmen 74

Orientieren Batterien herstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Batterien untersuchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Chemie in Projekten: Batterierecycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Chemie in Berufen: Fachkraft für Kreislauf- und Abfallwirtschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Methode: Betriebserkundung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

Verstehen Batterien verstehen: die Zink-Luft-Zelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Batterien verstehen: die Alkali-Mangan-Zelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Chemie im Alltag: Batterien und Akkus im Vergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Chemie in Projekten: Historische Batterien nachbauen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Methode: Der Geheimcode der Chemie (III) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Vertiefen Kein Auto ohne Akku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Antrieb für die Zukunft: die Brennstoffzelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Chemie im Alltag: Treibstoff aus Sonnenlicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Chemie in Theorien: Elektrolysezelle und galvanische Zelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Chemie im Alltag: Die Akkus in Handy und Notebook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Löslich in Wasser – oder nicht 110

Orientieren Wasser und seine besonderen Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Wasserliebend oder fettliebend? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 Chemie in Berufen: „Glänzende Aussichten“ im Arbeitsleben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Methode: Wiegen, Messen und Berechnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

Verstehen Was die Atome im Wassermolekül zusammenhält . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 Das Wassermolekül – ein Dipol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Chemie in Theorien: Die Theorie der Elektronegativität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Chemie in Theorien: Das Lösen in Wasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

Vertiefen Seife – ein Lösungsvermittler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Das Waschen im Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 Chemie im Alltag: Waschmittel haben viele Inhaltsstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Chemie in Projekten: Eine eigene Seife herstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

5

XXXInhaltsverzeichnis

Säuren und Laugen – mehr als nur ätzend 140

Orientieren Die Säuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Gegenspieler der Säuren: die Laugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Chemie in Berufen: „Ätzende“ Berufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Chemie in Projekten: Alles Essig! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

Verstehen Das Verhalten der Säuren erklärt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Das Verhalten der Laugen erklärt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 Chemie in Theorien: Brönsteds Theorie der Säuren und Basen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 Chemie in Theorien: Brönsteds Theorie erklärt die Neutralisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 Chemie in Projekten: Knobeleien rund um Säuren und Laugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

Vertiefen Wie sauer ist meine Säure? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 Auf die Anzahl der Ionen kommt es an* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 Methode: Die Titration* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 Chemie in Theorien: Säuren, Laugen, Salze: alles hängt zusammen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 * Die Seiten 162–165 sind für den E-Kurs vorgesehen .

Chemie treibt an 172

Orientieren Kohle, Erdöl, Erdgas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 Mobil mit nachwachsenden Rohstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 Chemie in Projekten: Vier Antriebsarten im Vergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 Chemie in Berufen: Offshore – lebe lieber ungewöhnlich! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

Verstehen Die Kohlenwasserstoffe – energiereiche Stoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Die Moleküle der Alkane genauer betrachtet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Chemie im Alltag: Das schwarze Gold fördern und veredeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Chemie in Theorien: Die Vielfalt der Kohlenwasserstoffe* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 Methode: Molekülmodelle „griffig“ darstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 Methode: Ordnung schaffen durch Namen* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 Chemie im Alltag: Harmlosere Abgase – dank Katalysatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

Vertiefen Bioethanol und Biodiesel – ein Vergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Alkohole und Ester näher betrachtet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 Chemie in Projekten: Von der Traube zum Weinbrand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 Chemie in Theorien: Esterbildung und Esterspaltung* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 Methode: Rollenspiel: Politisch entscheiden über Chemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 * Die Seiten 188/89, 191 und 201 sind für den E-Kurs vorgesehen .

6

Werkstoffe in Sport und Freizeit 208

Orientieren Die Eigenschaften verschiedener Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Moderne Werkstoffe aus Erdöl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 Chemie in Berufen: Sportgerätebauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 Chemie im Alltag: Nanu, Nano …? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

Verstehen Wie Kunststoffe hergestellt werden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 Aus Monomeren werden Polymere* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 Chemie in Theorien: Die Stoffeigenschaften der Kunststoffe verstehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 Chemie im Alltag: Kunststoffe vergleichen – Kunststoffe bewerten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 Methode: Warentests verstehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 Chemie im Alltag: Was Fahrzeuge auf der Straße hält: Gummi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

Vertiefen Multifunktionskleidung und Verbundstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 Polyester – Fasern mit besonderen Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 Chemie in Theorien: Die Herstellung der Polyester genauer betrachtet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 Chemie in Theorien: Makromoleküle in der Sportlernahrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 Chemie im Alltag: Im Reich der Klebstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Chemie im Alltag: Werkstoffe wie im Science-Fiction-Film . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 * Die Seite 221 ist für den E-Kurs vorgesehen .

AnhangEinstufung von Gefahrstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246Gefahrstoffliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250Musterlösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258Bildnachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262Periodensystem der Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

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