Zwei Unterrichtsstunden zum Zusammenhang zwischen Farbigkeit und Molekülstruktur: Ein wichtiger Themenbereich in der Chemie ist die Farbigkeit unterschiedlicher Stoffe.

Die Frage „Wieso erscheinen bestimmte Moleküle farbig und andere nicht?“ kann in eine Unterrichtsreihe zur Thematik der Organischen Produkte – Werkstoffe und Farbstoffe – in der Sekundarstufe II integriert und am Beispiel unterschiedlicher Moleküle erarbeitet werden. Im Rahmen dieses Inhaltsfelds sollen im Zusammenhang mit dem Basiskonzept Struktur – Eigenschaft sowie Energie die „Molekülstruktur und Farbigkeit sowie die Lichtabsorption“ thematisiert werden.

In den vorliegenden Unterrichtsstunden wird die Molekülstruktur farbiger Moleküle kennengelernt und näher betrachtet. Des Weiteren beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit der Lichtabsorption von Molekülen. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten anhand ausgewählter organischer Farbstoffe den Einfluss der Struktur auf die Farbigkeit. Die Schülerinnen und Schüler vergleichen verschiedene farbig und farblos erscheinende Moleküle. Auf Grundlage dieses Vergleiches erkennen sie, dass konjugierte Doppelbindungen für die Farbigkeit von Molekülen ausschlaggebend sein können.

Konjugierte Doppelbindungen als ausschlaggebende Faktoren

Die Schülerinnen und Schüler erläutern die Zusammenhänge zwischen Lichtabsorption und Farbigkeit fachsprachlich angemessen. Dies soll durch das Ausfüllen eines Lückentexts sowie das Lesen verschiedener Informationstexte, welche das Ausfüllen des Lückentexts unterstützen, erreicht werden.

Der Vergleich der Molekülstrukturen farbiger organischer Stoffe und die Erläuterung zur Struktur und deren Eigenschaft werden in den Vordergrund gestellt. Die Schülerinnen und Schüler ordnen und strukturieren chemische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien. Dies soll erreicht werden, indem die Schülerinnen und Schüler verschiedene Molekülstrukturen auf deren Farbigkeit untersuchen und erkennen, dass sowohl die konjugierten Doppelbindungen als auch die Länge des Doppelbindungssystems eine entscheidende Rolle spielen. Durch den Austausch von Gruppen, nach der Methode „2-4-Alle“ (Witteck & Wambach, 2010), sollen sich die Schülerinnen und Schüler die Eigenschaften der farbigen Moleküle gemeinsam erarbeiten und diskutieren.

• Klassenstufe: Sek. II
• Dauer: 2 Unterrichtsstunden
• Kompetenzen:
  • 1. Chemische Sachverhalte und Erkenntnisse werden nach fachlichen Kriterien geordnet und strukturiert;
  • 2. Die Lernenden beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und/oder mithilfe von Modellen und Darstellungen
• Thematische Bereiche: Organische Moleküle, Molekülstruktur, Farbigkeit, konjugierte Doppelbindungen, p-Elektronen, Wellenlänge