Beiträge zur Chemie

In jeder Grössenordnung, in der man Gottes Schöpfung betrachtet, kann man eine durchdachte Teilchen-Struktur erkennen. Ganz gross gibt es die Planeten- und Sternsysteme. Im Meterbereich sieht man auf der Erdober­fläche zum Beispiel Menschen und Tiere als Einzelobjekte. Die Zellen, aus denen diese bestehen, bilden auch wieder eine «Teilchen»-Gruppierung und noch feiner aufgelöst ist alles aus Atomen und Molekül-Teilchen aufgebaut.

Um die Schönheit und Genialität dieser sehr kleinen Formationen im Pikometer-Bereich hervorzuheben, habe ich einige Strukturen aus Gottes Formenschatz der Moleküle visualisiert. Die Menschen haben den Atomen je nach Anzahl Protonen lustige Namen gegeben; auch hierzu versuchte ich erweiterte Betrachtungsweisen zu eröffnen.

Das grosse Perioden-System

Das Periodensystem der Elemente (PSE) ist die wichtigste Tabelle der Chemie. Seit der Erstversion von Mendelejew wurden unzählige Varianten gezeichnet. Diese Ausgabe ist eine der Ausführlichsten. Sie wurde mit der Absicht zusammen­gestellt, dass sie alle wichtigen Daten für den Chemie-Unterricht (zum Beispiel auch pK_S-Werte, Normalpotentiale für verschiedene Redox-Vorgänge oder mögliche Anwendungen) enthält.

Das ungebrochene Perioden-System

Obwohl der Begriff der Perioden etwas immer Wiederkehrendes in einem Zyklus anspricht, ist das Periodensystems in seiner klassischen Darstellung (7 Zeilen, 18 resp. 42 Spalten) graphisch nicht als Kreislauf erkennbar. Deshalb wird hier ein PSE vorgestellt, dass zwar mehr Platz braucht, aber die Regelmässigkeit der Hauptgruppen im numerischen Durchlauf der Kernladung ganz klar visualisiert.

Das Periodensystem in speziellen Sprachen

Die chemischen Elemente haben auf der ganzen Welt die gleichen Elementsymbole. Auch die Eigennamen der meisten Elemente sind in vielen Sprachen gleich oder sehr ähnlich. Bei einigen Elementen gibt es aber eine sehr grosse Vielfalt, die sprachgeographische und kulturgeschichtliche Einblicke geben. Eine Auswahl davon zeigt hier spannende Elementnamen und gibt auch gewissen Sprachgemeinschaften erstmals Zugang zu einem indigenen, umfangreichen PSE.

Die Weltkarte der Elementnamen

Jedes chemische Element hat seinen Namen von irgendetwas hergeleitet bekommen. Die meisten davon haben einen klaren geographischen Bezug. Gewisse Elemente sind nach Ländern oder Städten benannt, andere nach einer Person, die an einem konkreten Ort eine bedeutende Entdeckung gemacht hat. Auf dieser Weltkarte sind all diese Orte graphisch hervorgehoben.

Verkehrs-Linienpläne mit chemischen Elementen

Nach ihren Eigenschaften lassen sich die Elemente vielfältig in Gruppen einteilen: Edle Metalle, Nichtmetalle, radioaktive Elemente oder solche, die bei Raumtemperatur gasförmig sind zum Beispiel. Graphisch lassen sich Linien ziehen, die die Elemente einer bestimmten Eigenschaft umfassen. Über­schneidungen solcher Linien zeigen dann, welche Elemente mehrere charakteristische Eigenschaften haben. Da es in der Verkehrsgeographie auch solche Kartogramme zu Nahverkehrsnetzen gibt, wurden die Linienzeichnungen zu den Elementen bewusst existierenden Linienplänen angelehnt.

Riesige Strukturformeln

Von kleinen und mittelgrossen Molekülen sind die Strukturformeln gut bekannt und werden oft als Lewis-Struktur oder mit der Skelettformel dargestellt. Bei grossen Molekülen hingegen zeichnet man in der Regel nur noch Linien und Bänder, so dass die einzelnen Atome nicht mehr erkennbar sind. Für einige Beispiele wurde hier der Aufwand für die komplette Darstellung nicht gescheut.

Präsentationen zu chemischen Themen

Wie gross muss man sich die Avogadro-Konstante vorstellen, welche Analogie gibt es zur Elektronenkonfiguration, wie können die natürlichen Häufigkeiten der Elemente graphisch dargestellt werden? Diesen und andern Fragen wird in einer Reihe Powerpoint-Präsentationen nachgegangen, die auch im Schul-Unterricht eingesetzt werden können.

Chemie-Spiele

Als spielerische Auflockerung/Vertiefung/Repetition in einer Chemie-Lektion mit einer ganzen Klasse oder als Gesellschaftsspiel unter Chemikern und Chemie-Interessierten.

Material für den Chemie-Unterricht

Als Chemie-Lehrer möchte ich Material (Arbeitsblätter, Übungen, Lernziele, Praktikumsanleitungen) allen zugänglich machen. Schülerinnen und Schüler in meinem Unterricht können auf den Chemie-Stoff online zugreifen, andere Chemie-Lehrer bei Bedarf etwas übernehmen.