Die Komplexchemieverbindungen besitzen eine große Bedeutung für die Biologie (Chelatkomplexe), Technik (Komplexkatalysatoren) und Forschung.

Komplexverbindungen bestehen aus einem meist metallischen Zentralteilchen. Dies kann sowohl ein ungeladenes Metall-Atom als auch ein positiv geladenes Metall-Ion (Kation) sein. Um dieses Zentralteilchen sind die sogenannten Liganden symmetrisch angeordnet, welche entweder elektrisch neutral oder negativ (Anionen) geladen sind. Hierbei ist zu beachten, dass das Zentralatom sowohl von gleichen als auch verschiedenen Liganden umgeben sein kann. Auch ist es möglich, dass Komplexverbindungen ebenfalls Komplexe als Bausteine enthalten.

Die Unterrichtseinheit berücksichtigt verschiedene Komplexverbindungen des Kupfers, da dieses Nebengruppenmetall den Schülerinnen und Schülern bereits aus dem vorhergehenden Chemieunterricht bekannt ist (bspw.: Nachweisreaktion von Wasser).

Ein weiterer Bezug zum Chemieunterricht ergibt sich durch die Beschreibung und Analyse der Bindungen der Liganden. Diese scheint zunächst sowohl durch das Konzept der Ionenbindungen (elektrostatische Kräfte zwischen dem positiv geladenen Zentralkation und den negativ geladenen Liganden) als auch durch das Konzept der Elektronenpaarbindungen (Liganden stellen freie Elektronenpaare zur Bindung an das Zentralatom(-kation) zur Verfügung) erfolgen zu können. Der Verlauf der Unterrichtsreihe soll es den Schülerinnen und Schülern ermöglichen, zu erkennen, dass keines der beiden Konzepte die Koordination der Liganden vollständig beschreibt.

KOMPETENZPROFIL:

• Klassenstufe: 8–12
• Dauer: 3–4 Unterrichtsstunden
• Kompetenzen:
  • 1. Das zur Lösung vorgegebener Aufgaben und Problemstellungen erforderliche chemische Fachwissen eigenständig auswählen,
    anwenden und neu erworbene chemische Konzepte in vorhandenes Wissen eingliedern und auf variable Problemsituationen übertragen.
  • 2. Hypothesen zu chemischen Fragestellungen auf der Grundlage fachlicher Konzepte formulieren
  • 3. Bewertungen und Entscheidungen auf Grundlage des chemischen Fachwissens begründen
• Thematische Bereiche: Bindungsarten, ionische Bindung, kovalente Bindung, Komplexverbindungen, Ligandenaustausch, Häm, Chlorophyll
• Medien: Arbeitsblätter in gestuften Schwierigkeiten, Experimente