Chemie

Die Chemie umgibt uns in vielen Bereichen des Alltags - auch wenn wir dies bei Vielem gar nicht so bedenken.

• Wie funktionieren Handy-Akkus? 

• Warum sprudelt Cola, wenn man Mentos hineinwirft? 

• Warum schmilzt Eis, wenn man Salz darauf streut? 

• Wie funktioniert Seife? 

• Warum sind die Blätter im Herbst bunt? 

Echt interessant oder?! 

- verknüpft man Themen mit persönlichen Interessen, steigt die Motivation sich damit auseinanderzusetzen 

Ich zeige euch wo die Themen in der Praxis bzw. im Alltag gebraucht werden 😄😉

Zudem ist es hilfreich sich die Chemie als Lego-Baukasten vorzustellen - die Atome & Moleküle sind die Legosteine.

Die Legosteine fügen sich nach ganz bestimmten Prinzipien zusammen

 - ist dieses Prinzip erstmal verstanden erscheint die Chemie ziemlich aufschlussreich. 

Hier erhältst du eine einfache Übersicht und anschauliche prägnante Erklärungen zu diesen Prinzipien  

- damit wird für euch wunderbar Licht in die Welt der chemischen Kleinstbausteine gebracht!

Folgende Themenbereiche werden abgedeckt:

Auch Themen die hier nicht aufgelistet sind können gerne angefragt werden

Wenn du etwas über meine ausgezeichnete Expertise & langjährige Erfahrung in diesem Feld erfahren möchtest siehe hier

               Universität

Abitur-Themen - siehe unten - werden in den Universitäten ebenfalls zum Teil behandelt

-  auch diese Themen können selbstverständlich mit Studenten besprochen werden  -

Allgemeine & Anorganische Chemie  (AC / AAC)

 Allgemeine Chemie 

Dieser Bereich behandelt in ausführlicherer Form Themen, die im Abitur besprochen werden - siehe unten

z.B. Elektrochemie/ Redoxreaktionen, Orbitalmodell, MO-Schema, Thermodynamik / Energetik / Enthalpien, Hybridisierungen, VSEPR-Modell, Chemisches Gleichgewicht, Prinzip von Le Chatelier, Löslichkeitsprodukt, Kinetik, Reaktiongeschwindigkeit, Aktivierungsenergie, Katalysator, Reaktionsordnung, Arrhenius-Gleichung, Säuren & Basen, pKs-Wert, Puffer, etc

Anorganische Chemie

Hauptgruppenelemente und ihre Verbindungen 

(Alkali/Erdalkalimetalle, Bor-, Kohlenstoff-, Stickstoff-, Sauerstoff- und Schwefelgruppe, Halogene, Edelgase)  

Nebengruppenelemente (Übergangsmetalle) und ihre Verbindungen

Komplexchemie/Koordinationschemie

komplexe/dative Bindung, Koordinationszahl, Zentralatom/Zentralion, Liganden, Zähnigkeit, Chelatoren, Chelateffekt, Koordinationsgeometrien (z.B. tetraedrisch, oktaedrisch), Ligandenfeldtheorie/Kristallfeldtheorie, Nomenklatur    

Radiochemie

Radionuklide, Nukleonen, Kernbindungsenergie, instabile Isotope, Nuklidkarte, Alphazerfall, Betazerfall, Gammazerfall, Positronen, Halbwertszeit, Aktivität, radioaktive Strahlungen, Kernumwandlungen, Kernspaltung, Strahlenbelastung, Wechselwirkung zwischen Strahlung und Materie, Messung ionisierender Strahlung, Durchdringungsfähigkeit, Schutzmaßnahmen/Abschirmung, Geiger-Müller-Zähler, Szintillationszähler, Ionisationskammer, Neutroneneinfang, Kernfusion, Kernspaltung, Massendefekt, Neutrino, Radioaktive Zerfallsreihen, Uran-Spaltung, Energiedosis, Äquivalentdosis, Zerfallsgesetz

Praktikum/Labor - Anorganische Chemie

Qualitatives Praktikum:   Identifizierung der Zusammensetzung anorganischer Verbindungen 

Vorproben, Flammenfärbung, Geruchstests, Verhalten bei Erhitzen, Löslichkeitstests, Fällungsreaktionen, Komplexbildungsreaktionen, Säure-Base-Reaktionen, Redoxreaktionen, Spektroskopie (z.B. UV/Vis, IR) 

Quantitatives Praktiukum

Gravimetrie, Manganometrie, Photometrie, Spurenanalyse mit der Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) (Flamme & Graphitrohr), Sticktoffbestimmung nach Kjeldahl, Chlor nach Mohr

Organische Chemie  (OC)

Chemie des Kohlenstoffs

Hybridisierungen (sp, sp2, sp3), freie Drehbarkeit, Planarität, Modifikationen (Diamant, Graphit), Isotope (C-12, C-13, C-14) 

Kohlenwasserstoffe &  funktionelle Gruppen 

Alkane, Alkene, Alkine, Cycloalkane, Aromaten, Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Ester, Ether, Amine, Nitrile, Thiole, Carbonsäurederivate (Ester, Amide, Anhydride, Säurehalogenide), Acetale, Ketale, usw.

IUPAC-Nomenklatur

Benennung von Molekülen / Namensgebung

Isomerien

Konstitutionsisomerie, Konformationsisomerie, Newman-Projektion, Konfigurationsisomerie, cis/trans-Isomerie, E/Z-Isomerie, meso-Verbindungen, Stereoisomerie, Chiralität, Enantiomere, Diastereomere, Epimere, optische Aktivität, Polarimeter, linear polarisiertes Licht, Schwingungsebene

Reaktionsmechanismen

Substitutionen:    radikalisch (SR)    nukleophil (SN1 und SN2)    elektrophil (SE)  

Additionen:     elektrophil (AE)    nukleophil (AN)

Eliminierungen:    monomolekular (E1)    bimolekular (E2) 

Pericyclische Reaktionen:

Cycloadditionen (z.B. Diels-Alder-Reaktion)    Elektrocyclische Reaktionen    Sigmatrope Umlagerungen

Namensreaktionen / spezielle Reaktionen

Aldol-Reaktion/ Aldol-Kondensation, Grignard-Reaktion, Diels-Alder-Reaktion, Friedel-Crafts-Alkylierung/Acylierung, Knoevenagel-Kondensation, Michael-Addition, Wittig-Reaktion, Sandmeyer-Reaktion, Claisen-Kondensation, Mannich-Reaktion,  Estersynthese, Esterhydrolyse, Hydroborierung, Ozonolyse, Baeyer-Villiger-Oxidation, Corey-Seebach-Reaktion, Corey-Winter-Synthese, MCPBA-Epoxidierung, (Halb-)Acetalbildung, (Halb-)Ketalbildung, usw.   

Biomoleküle und Naturstoffe 

Kohlenhydrate: Zucker, Monosaccharide, Glucose, Fructose, Galactose, Mannose, D-/L-Form, Disaccharide, Saccharose, Lactose, Maltose, Polysaccharide, Stärke, Amylose, Amylopektin, Cellulose, Glykogen, glykosidische Bindung, anomeres Zentrum, Furanosen, Pyranosen, Fischer-Projektion, Haworth-Projektion, Keto-Enol-Tautomerie, Isomerisierung, Fehling-Probe, Silberspiegel-Probe (Tollens-Probe), Seliwanoff-Probe, Hydrolyse, (Halb-)Acetalbildung, (Halb-)Ketalbildung  

 Nukleinsäuren: DNA (Desoxyribonukleinsäure), RNA, Nukleotid, Nukleosid, Adenin, Thymin, Cytosin, Guanin, Uracil, Doppelhelix, Watson-Crick-Modell, Zucker-Phosphat-Rückgrat   

Fette/Lipide: Triacylglyceride, Glycerin, Fettsäuren (gesättigt, einfach ungesättigt, mehrfach ungesättigt), Steroide, Phospholipide, Amphipathisch/Amphiphil, Estersynthese, Esterhydrolyse, Seifenherstellung     

Aminosäuren/Proteine: Aminogruppe, Carboxylgruppe, Seitenkette, (nicht-)essentielle Aminosäuren, D-/L-Form, Zwitterion, Isoelektrischer Punkt (pI), Proteinogene Aminosäuren, Di-/Tri-/Polypeptide, Peptidbindung/ Amidbindung, partieller Doppelbindungscharakter, Primärstruktur, Aminosäuresequenz, Sekundärstruktur, Alpha-Helix, Beta-Faltblatt, Turns, Loops, Domänen, Tertiärstruktur/ Globalstruktur, Quartärstruktur, Proteinfaltung, Denaturierung, hydrophobe Wechselwirkungen, Disulfidbrücken, ionische Wechselwirkungen, Wasserstoffbrücken, hydrophober Effekt, Enzyme, Aktives Zentrum, Enzym-Substrat-Komplex, Michaelis-Menten-Kinetik, Km-Wert, Vmax, Enzyminhibitoren, Kompetitive/ nicht-kompetitive / irreversible Hemmung, Koenzyme und Cofaktoren, Allosterische Regulation

spezielle Moleküle / Stoffklassen

Aromaten: Hückel-Regel (4n+2), planar, zyklische Struktur, durchkonjugiertes π-Elektronensystem, Resonanzenergie, Elektrophile Aromatische Substitution (SE), Zweitsubstitution, induktiver/ mesomerer Effekt, Regioselektivität, ortho, meta, para, Halogenierung, Nitrierung, Sulfonierung, Friedel-Crafts-Alkylierung und -Acylierung

Spektroskopie und Analytik

Infrarotspektroskopie (IR): Streck- und Beugeschwingungen, Wellenzahl, Symmetrische und asymmetrische Dehnungen, Biegung, Torsion, Kapseln (KBr, NaCl), Peaks, Banden, IR-Aktivität, Strukturaufklärung, Molekülspektren, Qualitätskontrolle,  Fourier-Transformation (FTIR)    

Kernresonanzspektroskopie (NMR): Magnetisches Moment, Larmor-Frequenz, Magnetfeld, Chemische Verschiebung (Chemical Shift), Spin-Spin-Kopplung (J-Kopplung), Kopplungskonstanten (J-Werte), 2D-NMR, COSY, NOESY, HSQC, Peak-Integration, Kernspinrelaxation (T1/ T2-Relaxation), Festkörper- & Lösungs-NMR, Strukturaufklärung, Dynamik / Interaktionen / molekulare Wechselwirkungen, Fourier-Transformation, Raman-Spektroskopie         

Massenspektrometrie (MS): Ionisierung, Massentrennung, Detektion, Elektronenstoßionisierung (EI), Chemische Ionisierung (CI), Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization (MALDI), Electrospray Ionization (ESI), Fast Atom Bombardment (FAB), Quadrupol-Massenspektrometer, Time-of-Flight (TOF) Massenspektrometer, Ion-Trap-Massenspektrometer, Elektronenmultiplier, Molekülionenpeak, Fragmentierung, Isotopenmuster, Strukturanalyse 

UV/VIS-Spektroskopie: Lambert-Beer-Gesetz, Absorptionsspektrum, Emissionsspektrum,Monochromator, Transmissionsspektrum, Photomultiplier, Reaktionskinetik, Dynamische Prozesse, Molekulare Absorption und Elektronische Übergänge, Elektronenspektren, Quantitative & Qualitative Analyse          

Praktikum/Labor - Organische Chemie

Reaktionstechniken (Destillation, Kristallisation, Extraktion)

Chromatographiemethoden (Dünnschicht-, Säulen-, Gas-, Flüssigkeitschromatographie)

Wenn du etwas über meine ausgezeichnete Expertise & langjährige Erfahrung in diesem Feld erfahren möchtest siehe hier

               Abitur (11.-13. Klasse)  /  Oberstufe  /  Ausbildung  /  OSZ

Allgemeine & Anorganische Chemie

Atommodelle & Periodensystem

 Dalton, Thomson, Rutherford, Streuversuch, Bohr, Schalenmodell, Orbitalmodell / Quantenmechanisches Modell, Quantisierte Bahnen, Energieniveaus, Quantenzahlen, Haupt-, Neben-, Magnet- und Spinquantenzahl, Wasserstoffspektrum, Spektralserien des Wasserstoffatoms, Rydberg-Konstante, Rydberg-Frequenz, Heisenbergsche Unschärferelation, Pauli-Prinzip, Hundsche Regel, Elektronenkonfiguration, Atomorbitale, Molekülorbitale, MO-Schema, bindende / antibindende Orbitale, Paramagnetismus und Diamagnetismus, Disauerstoff, Hauptgruppen, Nebengruppen/Übergangsmetalle, Perioden, Ionisierungsenergie, Elektronenaffinität, Atomradius, Elektronegativität, Oktettregel, Edelgaskonfiguration, Metalle, Nichtmetalle, Halbmetalle, Protonen, Neutronen, Isotope, Massenzahl, Atommasse, Energiezustände und Spektrallinien, Protonen, Neutronen, Elektronen, Schrödinger-Gleichung, Welle-Teilchen-Dualismus   

für Fotoeffekt/ Quantenmechanik/Quantenphysik siehe auch Unterseite Physik

Chemische Bindungen  

Kovalente Bindung / Elektronenpaarbindung, Hybridisierungen (sp, sp2, sp3), freie Drehbarkeit, Planarität, Bindungslänge, Bindungsstärke, VSEPR-Modell / Molekülgeometrie, Metallbindung (Elektronengasmodell), Ionenbindung, Gitterenergie, Salze, Elektronegativität, polar/ unpolar, Dipolmoment, induktiver Effekt (I-Effekt), mesomerer Effekt (M-Effekt), Lewis-Struktur, Sigma- und Pi-Bindungen, Einfach-/Doppel-/Dreifachbindungen  

Zwischenmolekulare Kräfte/ Intermolekulare Wechselwirkungen

Dipol-Dipol-Kräfte, van-der-Waals-Kräfte, London-Dispersions-Kräfte, ionische Wechselwirkungen, Wasserstoffbrückenbindungen, Disulfidbrücken, Kohäsion, Adhäsion, Löslichkeit ("Ähnliches löst sich in Ähnlichem"), Ion-Dipol-Wechselwirkungen, Pi-Pi-Wechselwirkungen   

Elektrochemie

Redoxreaktionen, Oxidation, Reduktion, Galvanisches Element/ Galvanische Zelle, Daniell-Element, Batterien, Elektrolyse, Akkumulatoren, Brennstoffzellen, Primär-/Sekundärelemente, Standardelektrodenpotential, Oxidationszahlen, Nernst-Gleichung, Korrosionsschutz, Elektrochemische Spannungsreihe, Anode, Kathode, Elektrolyt, Diaphragma, Standardwasserstoffelektrode, Faradaysche Gesetz der Elektrolyse    

Farbstoffchemie

 delokalisiertes π- Elektronensystem, komplementäre Farben, Absorption/Reflexion, Lichtspektrum/ elektromagnetisches Spektrum, HOMO, LUMO, konjugiertes Doppelbindungssystem, Mesomeriemodell, additive/subtraktive Farbmischung, Chromophor, auxochrome/antiauxochrome Gruppen, Azofarbstoffe, Anthrachinonfarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe, Fluoreszenz, Absorptionsspektrum, Bathochromer Effekt, Hypsochromer Effekt, Indikatoren, Textilien färben, Indigo, Färbemethoden, Direktfärbung, Küpenfärbung, Reaktivfärbung           

Thermodynamik / Energetik

Enthalpie, Entropie, Gibbs-Energie/ Gibbs-Helmholtz-Gleichung / freie Energie, exotherm/endotherm, exergon/endergon, Wärmekapazität, Kalorimetrie/ Kalorimeter, Energieerhaltungssatz, Energie, Arbeit, Wärme, Standardbildungsenthalpie, Druck, Temperatur, Volumen, Hauptsätze der Thermodynamik, Wärmekapazität, spezifische Wärme, Carnot-Kreisprozess, Mechanische Arbeit, kinetische Energie, potenzielle Energie, chemische Energie, thermische Energie, elektrischer Energie, Wärmeübertragung, Konduktion, Konvektion, Strahlung, Dewar-Gefäß, Wirkungsgrad, Irreversibilität, isotherm, adiabatisch, isochor, isobar, Expansion, Kompression, Ficksche Gesetze der Diffusion, Diffusionskoeffizient, Konzentrationsgradient          

Gase

 Ideales Gasgesetz, ideale Gaskonstante, Partialdrücke, Boyle-Mariotte, Gay-Lussac, Charles/Amontons, isotherm, isobar, isochor, Van-der-Waals-Gleichung für reale Gase    

Chemisches Gleichgewicht

Massenwirkungsgesetz, Gleichgewichtskonstante, Prinzip von Le Chatelier/ Prinzip des kleinsten Zwangs / Beeinflussung/Verschiebung des Gleichgewichts, Haber-Bosch-Verfahren, Löslichkeitsprodukt, Autoprotolyse/ Ionenprodukt des Wassers

Kinetik

 Reaktiongeschwindigkeit, Aktivierungsenergie, Katalysator, homogene /heterogene Katalyse, Reaktionsordnung, Arrhenius-Gleichung, Geschwindigkeitsgesetze,  Linearisierte und Logarithmierte Darstellungen, limitierender Reaktant, Rate-bestimmender Schritt, Boltzmann-Verteilung, Stoßtheorie/Kollisionstheorie, Geschlossenes System, Isoliertes System, Energieprofile, Übergangszustände, mittlere Teilchen-Geschwindigkeit, mittlere kinetische Teilchen-Energie, mittlere freie Weglänge, Verteilungsfunktion, Freiheitsgrade, Expansion, Kompression       

Säuren/Basen

 Titrationen, Puffer, pH-Wert, Säurestärke, starke/schwache Säuren, pKs-Wert, Henderson-Hasselbalch-Gleichung, Pufferkapazität, Brönstedt-Säuren, Protonenakzeptor, Protonendonator, Lewis-Säuren, Elektronenpaar-Akzeptor, Elektronenpaar-Donator, Neutralisation, Titrationskurven, Äquivalenzpunkt, Indikatoren, einprotonig, zweiprotonig, mehrprotonig   

Chemisches Rechnen

 Stöchiometrie, Stoffmenge, molare Masse, Konzentration, Avogadro-Konstante, Dichte, Volumen, Druck, Temperatur, Verdünnung, Verdünnungsreihe    

Organische Chemie

Chemie des Kohlenstoffs

Hybridisierungen (sp, sp2, sp3), Modifikationen (Diamant, Graphit), Isotope (C-12, C-13, C-14) 

Kohlenwasserstoffe &  funktionelle Gruppen 

Alkane, Alkene, Alkine, Aromaten, Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Ester, Ether, Amine, Amide, ...

IUPAC-Nomenklatur

Benennung von Molekülen / Namensgebung

Isomerien

Konstitutionsisomerie, Konformationsisomerie, Newman-Projektion, Konfigurationsisomerie, cis/trans-Isomerie, E/Z-Isomerie, meso-Verbindungen, Stereoisomerie, Chiralität, Enantiomere, Diastereomere, Epimere, optische Aktivität, Polarimeter, linear polarisiertes Licht, Schwingungsebene

Reaktionsmechanismen

Substitutionen:    radikalisch (SR)    nukleophil (SN1 und SN2)    elektrophil (SE)

Additionen:     elektrophil (AE)    nukleophil (AN)

Eliminierungen:    monomolekular (E1)    bimolekular (E2) 

Biomoleküle und Naturstoffe 

Kohlenhydrate, Zucker, Monosaccharide, Glucose, Fructose, Galactose, D-/L-Form, Disaccharide, Saccharose, Lactose, Maltose, Polysaccharide, Stärke, Amylose, Amylopektin, Cellulose, Glykogen, glykosidische Bindung, anomeres Zentrum, Furanosen, Pyranosen, Fischer-Projektion, Haworth-Projektion, Keto-Enol-Tautomerie, Isomerisierung, Fehling-Probe, Silberspiegel-Probe (Tollens-Probe), Seliwanoff-Probe, Hydrolyse, (Halb-)Acetalbildung  

 Nukleinsäuren, DNA (Desoxyribonukleinsäure), RNA, Nukleotid, Nukleosid, Adenin, Thymin, Cytosin, Guanin, Uracil, Doppelhelix, Watson-Crick-Modell, Zucker-Phosphat-Rückgrat   

Fette/Lipide, Triacylglyceride, Glycerin, Fettsäuren (gesättigt, einfach ungesättigt, mehrfach ungesättigt), Steroide, Amphipathisch/Amphiphil, hydrophil, hydrophob, Estersynthese, Esterhydrolyse, Seifenherstellung     

Aminosäuren/Proteine, Aminogruppe, Carboxylgruppe, Seitenkette, (nicht-)essentielle Aminosäuren, Zwitterion, Isoelektrischer Punkt (pI), Proteinogene Aminosäuren, Di-/Tri-/Polypeptide, Peptidbindung/ Amidbindung, partieller Doppelbindungscharakter, Primärstruktur, Aminosäuresequenz, Sekundärstruktur, Alpha-Helix, Beta-Faltblatt, Kehren, Schleifen, Turns, Loops, Tertiärstruktur/ Globalstruktur, Quartärstruktur, Proteinfaltung, Denaturierung, hydrophobe Wechselwirkungen, Disulfidbrücken, ionische Wechselwirkungen, Wasserstoffbrücken, hydrophober Effekt, Enzyme, Aktives Zentrum, Enzym-Substrat-Komplex, Michaelis-Menten-Kinetik, Km-Wert, Vmax, Enzyminhibitoren, Kompetitive/ nicht-kompetitive / irreversibele Hemmung, Koenzyme und Cofaktoren, Allosterische Regulation              

Kunststoffe/ Polymere

 Monomere, Polymerisation (radikalisch, kationisch, anionisch), Polykondensation, Polyaddition, Thermoplasten, Elastomere, Duroplasten, Polyester, Polyamide, Polyurethan, engmaschig, weitmaschig, Temperaturbeständigkeit, mechanische Belastbarkeit, verformbar, spröde, linear, verzweigt, Polyethylen, PVC, Polystyrol, PET, Nylon, Stärke, Amylose, Amylopektin, Cellulose

               7.-10. Klasse / Unterstufe

siehe Rahmenlehrpläne