Einf�hrung f�r Lehrer
Die r�umliche Struktur von Kohlenwasserstoffen ist in der Chemie eine
wichtige Grundlage zum Verst�ndnis verschiedener Vorg�nge und physikalischer
Eigenschaften. Im neunj�hrigem Gymnasium (G9) (Bayern) wurde der r�umliche Bau
und das Reaktionsverhalten von Kohlenwasserstoffen mit Hilfe des Modells von der
Hybridisierung eingef�hrt, was die Bindungsverh�ltnisse �ber
/
-Bindungen
erkl�rt.
Durch die Einf�hrung des achtj�hrigen Gymnasiums (G8) wurde der
Lehrplan in Chemie stark ver�ndert. Dadurch �nderte sich zum einen die
Jahrgangsstufe, in der die Organische Chemie gelehrt wird: die Sch�ler sind nun
mit 15-16 Jahren deutlich j�nger. Zum anderen werden dem Lehrer wesentlich mehr
Freiheiten bei der Gestaltung des Unterrichts gegeben.
In diesem Zusammenhang
wurde z.B. die Festlegung auf das Hybridisierungs-Modell bei der Erl�uterung der
Kohlenwasserstoffe aufgehoben. Das hei�t nicht, dass die Verwendung des
Hybridisierungs-Modells und in dessen Folge die Erkl�rung von
Bindungsverh�ltnissen �ber
/-Bindungen
verboten sind, aber es wurde der Weg frei gemacht f�r andere, m�glicherweise
besser verst�ndliche Modellvorstellungen.
Eine vereinfachte Variante des Orbitalmodells ist das Kugelwolkenmodell nach
Kimball (1959), welches in den folgenden Arbeitsbl�ttern verwendet wird. Dieses
Modell vernachl�ssigt die unterschiedliche Gestalt der s, p, d, f- Orbitalen und
stellt sie vereinfacht als Kugelwolken dar.Trotz dieser starken Vereinfachung
liefert dieses Modell f�r verschiedene atomare Gr��en z.B. Ionisierungsenergie,
Bindungsl�ngen, Bindungsenergien erstaunlich gute Ergebnisse. Wissenschaftlich
hat es jedoch keine Bedeutung mehr. F�r den Einsatz in der Schule ist es
aufgrund seiner Einfachheit und der dennoch guten Erkl�rung der Ph�nomene, die
in der Schule behandelt werden, sehr gut geeignet.
Da das Kugelwolkenmodell eine Vereinfachung des Atomorbitalmodells darstellt,
ist es auch �hnlich wie dieses aufgebaut. Im Zentrum jedes Atoms sitzt der
positiv geladene Atomkern, der als Punkt dargestellt wird. F�r die
Elektronenh�lle nimmt dieses Modell kugelf�rmige bis schwach ellipsoide
Ladungswolken an, die gem�� der Hundschen Regel mit Elektron en besetzt werden.
F�r die K-Schale ist dies eine Kugelwolke. F�r die zweite Periode werden vier
Kugelwolken angenommen, die sich wegen der Elektronenabsto�ung m�glichst weit
voneinander entfernen, was zu einer tetraedrischen Anordnung f�hrt. Weitere
Perioden werden nach denselben Regeln aufgebaut.
Weiterf�hrende Literatur:
-
Christen, H. R.; Einf�hrung in die Chemie, 10. Aufl, Diesterweg/Salle,
Frankfurt a. M., 1975, S. 310f.
Voraussetzung:
Die Sch�ler sind mit dem Kugelwolkenmodell vertraut.
Bevor Sie mit dem Arbeitsblatt beginnen lesen sie die allgemeinen
technischen Voraussetzungen.
Die wichtigsten Ergebnisse der virtuellen Arbeitsbl�tter
k�nnen auf dem
Begleitblatt eingetragen werden, und bieten dadurch eine
Diskussionsgrundlage f�r den weiteren Unterricht.