In vielen Bereichen der Chemie hilft es, Verbindungen im dreidimensionalen zu betrachten. Vor allem in der Stereochemie spielt die dreidimensionale Darstellung eine große Rolle, da die zweidimensionale Darstellung vieles nicht gut darstellen kann.
Um ein besseres Verständnis vom räumlichen Bau von Molekülen zu erhalten hilft es diese mithilfe eines Molekülbaukasten zu bauen.
Diese Molekülbaukästen kennst du vielleicht aus der Schule, aber was ist, wenn du Zuhause damit arbeiten möchtest?
Im Folgenden kannst du eine kurze Anleitung dazu finden wie du günstig und schnell deinen eigenen Molekülbaukasten bauen kannst.

Material

  • Holzzahnstocher
  • verschiedenfarbige Knete oder Styroporbälle
Die Materialien gibt es in Supermärkten, Ein-Euro-Läden oder Bastelläden günstig zu kaufen.

Aufbau

Um dir Moleküle zu bauen kannst du nun einfach kleine Knetekugeln ausrollen, diese stellen Atome dar.
In richtigen Molekülbaukästen sind diese oft farblich markiert:
Wenn du weitere Elemente benötigst kannst du dir einfach eine Farbe dafür aussuchen (Phosphor = gelb o.ä.).
Mit den Zahnstochern stellst du die Bindungen dar, dabei musst du beachten, dass jedes Element eine bestimmte Anzahl von Bindungen eingehen kann. Die Zahnstocher kannst du dafür in kleinere Stücke brechen oder schneiden.
Wenn du von anderen Elementen die Bindungsanzahl wissen willst kannst du diese im Internet herausfinden.
Wenn du die Zahnstocher (Bindungen) an den Knetkugeln (Atomen) befestigst musst du bedenken, dass Einfachbindungen immer in einem Winkel von ungefähr 110° zueinander stehen.
Diese Winkel müssen ungefähr stimmen, damit die Struktur der Moleküle nachher erkennbar ist.
Fertig! Jetzt kannst du dir verschiedene Moleküle selber zusammenbauen, um dir deren Struktur näher anzuschauen.

Beispiele

Stereochemie beschreibt den räumlichen Aufbau von Molekülen, dieser lässt sich nur sehr schwer im zweidimensionalen darstellen.
Das Molekül Ethanol (C2H5OHC_2H_5OH) sieht beispielsweise im zweidimensionalen so aus:
Mit deinem selbstgebauten Molekülbaukasten sieht es dann so aus:
Mithilfe dieser Darstellung kannst du dir die Stereochemie verschiedener Moleküle verdeutlichen.
Chirale Moleküle sind Moleküle mit derselben Summenformel und Struktur. Sie unterscheiden sich nur in der Reihenfolge, in welcher die Atome im Molekül angeordnet sind.
Ein Beispiel dafür ist das Alanin. Im zweidimensionalen ist es manchmal schwierig die Eigenschaft "Chiralität" zu erkennen.
Im dreidimensionalen sehen die Moleküle dann so aus:
Auf Bildern ist der Vorteil des Molekülbaukasten natürlich nicht so gut zu erkennen. Aber wenn du die Moleküle vor dir siehst kann das viel helfen!

Probleme

Dieser Molekülbaukasten ist aber natürlich nicht perfekt. Du musst beim Basteln selber immer darauf achten, dass die Winkel zwischen den Bindungen stimmen. Außerdem ist Knete weich, und es kann passieren, dass die Moleküle in sich zusammenfallen.
Trotzdem kann dir dieser Molekülbaukasten vielleicht etwas bei der Veranschaulichung von komplexeren Molekülen helfen.
Hast du Verbesserungsvorschläge oder andere Ideen für die Darstellung von Molekülen? Hinterlass gerne einen Kommentar!
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tetsuya 2020-04-16 09:34:56+0200
Schöne Anleitung! Ein paar sinnvolle Ergänzungen wären:
- wo bekommt man die Materialien her? Was eignet sich vielleicht noch?
- Tipps zur praktischen Aufbewahrung
tetsuya 2020-04-16 09:36:22+0200
und vielleicht noch:
- eine kleine Aufgabe, bei der man diese Visualisierung braucht und wo man dann den Baukasten nutzen kann :)
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