Fächer- und jahrgangsstufenübergreifender Unterricht in der Arbeitsgemeinschaft "Chemie & Mathematik" am naturwissenschaftlich-technischen Gymnasium

Bei der Durchführung der AG verfolgen wir folgenden methodischen Ansatz:

Den schulischen Lernansatz ergänzen durch ...

• den Erwerb von Rechentechniken ohne Taschenrechner
• fächerübergreifende Verknüpfungen
• Förderung naturwissenschaftlicher Arbeitstechniken (”vom Komplexen zum Einfachen”)
• Lernen von anderen
• Anpassung an das universitäre Arbeitstempo

Den Schulstoff erweitern durch ...

• Vertiefung einzelner Themengebiete aus der Chemie und der Mathematik
• Modellieren chemischer Prozesse mit mathematischen Methoden

Den schulischen Rahmen verlassen ...

• Kontakt zu Universitäten herstellen
• im Gespräch mit Studenten und Hochschullehrern stehen
• Perspektiven für die Schüler aufzeigen

Themeninhalte im Schuljahr 2009/2010:
Differenzialgleichungen in der Chemie

• Modellierung chemischer Reaktionen mit Hilfe von Differenzialgleichungen an Beispielen aus der Reaktionskinetik
• Klassifizierung von Differenzialgleichungen (Ordnung einer DGl, partielle und gewöhnliche DGl’s, lineare und quadratische DGl’s)
• Integrationsmethoden (Partialbruchzerlegung, Integration durch Substitution, partielle Integration)
• Reaktionsordnung und Molekularität, Reaktionen 0., 1. und 2. Ordnung
• Grafische Methode zur Ermittlung der Reaktionsordnung
• Molecular Modeling (Darstellung von Molekülen am PC, Geometrieoptimierungen, Berechnung von Rotationsbarrieren an einfachen organischen Molekülen, ...)

Termine:

Themeninhalte im Schuljahr 2008/2009:

• Beschreibung der Symmetrieeigenschaften statischer Moleküle mit Hilfe von Matrizen, Symmetrieelementen, Symmetrieoperationen und Punktgruppen
• Affine Abbildung, Matrizen, Determinanten, Eigenwertproblem
• Beschreibung von Molekülschwingungen, IR-Spektroskopie
• Molecular Modeling (Darstellung von Molekülen am PC, Geometrieoptimierungen, Berechnung von Moleküleigenschaften und Infrarot-Spektren)

Termine:

Download:
poster_infoAG_2008_1 (Themen Schuljahr 2008/2009)
poster_infoAG_2008_2 (Themen Schuljahr 2008/2009)

Themeninhalte im Schuljahr 2007/2008:

• Differentialgleichung in der physikalischen Chemie (Reaktionskinetik, Clausius-Claperyon, ...)
• Funktionen mehrerer Variablen und deren Anwendung in der Thermodynamik (das totale Differential, Satz v. Schwartz, der Joule-Versuch, ...)
• Molecular Modeling (Darstellung von Molekülen am PC, Geometrie-optimierungen, Berechnung von Rotationsbarrieren an einfachen organischen Molekülen, ...)

Termine:

Download:
poster_infoAG_2007_1 (Konzeption und Themen Schuljahr 2007/2008)
poster_infoAG_2007_2 (Themen Schuljahr 2007/2008)
poster_infoAG_2007_3 (Kerschis an der Uni)

Arbeitsgruppe am PC bei der Auswertung reaktionskinetischer Messergebnisse mit Excel.

Symmetrieelemente von Molekülen mit Hilfe des Molekülbaukastens erkennen.

Vertiefung chemischer Fragestellungen (z. B. Reaktionsmechanismen in der organischen Chemie) und theoretische Modelierung mit Hilfe der Mathematik.

Ermittlung von Punktgruppen einfacher Moleküle.

Förderung bekannter natur-wissenschaftlicher Arbeitstechniken: Durchführung chromatografischer Untersuchung am Institut für Organische Chemie der Uni Stuttgart

Erlernen neuer Arbeitstechniken: Zerlegung von Plasmid-DNA mit
Hilfe von Restriktionsenzymen am Institut für Biochemie der Uni Stuttgart.

"Chemie ist ... wenn es stink und kracht" - aber sicher! AG-Teilnehmer im Praktikum des Instituts für Anorganische Chemie der Uni Stuttgart bei der Vorbereitung pyrotechnischer Schauversuche.