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ChemSketch 12


Gliederung

1 Formeln zeichnen
   1.1 Zeichnen einer einfachen Struktur mit IUPAC-Sonderzeichen
   1.2 Zeichnen einer kovalenten, zusammengesetzten Struktur

2 Versuchsaufbauten zeichnen
   2.1 Zusammenfügen eines Versuchsaufbaues aus fertigen
         Einzelgeräten
   2.2 Selbst erstellte Geräte importieren


1 Formeln zeichnen

Ziel 1: Zeichnen einer einfachen Struktur mit IUPAC-Sonderzeichen

Schritte:

  1. Öffnen des Programms "ChemSketch" (Freeware als Download im Internet erhältlich )

  2. Das Programm ist voreingestellt auf die Struktur-Zeichenfunktion ("Structure"). Damit wird die Grundstruktur der Formel erstellt.

  3. Zum Verändern von Schriftart, Schriftgröße, Bindungsstärke und -länge, etc., kann man das Taskfeld "Properties" öffnen. Dies geschieht über "Tools" "Structure Properties".

  4. Zum Erstellen des C-Grundkörpers klickt man auf "C" (linke Leiste). Dann klickt man mit der linken Maustaste auf die Arbeitsfläche (eher links orientieren, da man eine Gleichung erstellen möchte). Es erscheint "CH4".

  5. Durch erneutes Drücken auf das "C" des "CH4" kann man nun die Bindung zum zweiten "C" zeichnen. Man hält die linke Maustaste so lange gedrückt, bis sich der Cursor auf der gewünschten Stelle befindet. Dabei ist zu beachten, dass die Linie gleich gerade gezeichnet wird. Auch der Abstand sollte so gewählt werden, dass Brom im Anschluss nicht daneben "gequetscht" wird.

  6. Man wählt nun in der linken Leiste Brom "Br" aus und klickt mit dem Cursor rechts-mittig neben die C-C-Bindung (s. o.). Es erscheint "HBr".

  7. Man klickt erneut auf HBr und führt die Bindung durch gedrückt halten der linken Maustaste zum ersten C. Danach wiederholt man den Vorgang zum zweiten C. Das man jeweils am "C" angekommen ist, erkennt man durch das Erscheinen von "CH3" bzw. "CH2".

  8. Man hat nun einen cyclischen Komplex, bei dem das Brom eine positive Ladung trägt. Im Folgenden muss die Struktur markiert werden. Dazu klick man auf das Symbol "Select/Move" (Symbol: blaue Kugel mit rotem Pfeil). Die Struktur wird durch ziehen des Cursors von oben links nach unten rechts markiert.

  9. Nun klickt man auf "Tools" "Add Explicit Hydrogens", um die weiteren H-Atome angezeigt zu bekommen.

  10. Um die richtigen Bindungslängen-Verhältnisse zu bekommen, klickt man, während die Struktur noch markiert ist, auf "Tools" "Clean Structure".

  11. Damit man die skelettartige Struktur etwas normalisiert, wählt man bei den "Structure Properties" (siehe 3.) die Spalte "Common". Dann markiert man bei "Show Carbons" das Feld "All" und stellt bei "Bond" die Bindungsstärke auf 1,2 pt. Danach klickt man zur Bestätigung auf "Apply". Die Struktur wird nun sehr klein erscheinen: auf eines der quadratischen Felder um die Struktur klicken und die Figur wieder größer ziehen.

  12. Um den seitenverkehrten Komplex zieht man nun die eckigen Klammern. Befehl: "Polymers" (Symbol: eckige Klammer mit tief gestelltem "n"). Die Klammern setzt man durch Anklicken eines Punktes links oberhalb der Struktur und ziehen des Cursors nach rechts unterhalb.

  13. Der σ-Komplex ist nun seitenverkehrt, was man durch Auswahl des Befehls "Select/Rotate/Resize" (blaue Kugel mit rotem Pfeil um sich geschlungen) verändern kann. Man klickt mittig auf die linke Klammer, hält die Maustaste gedrückt und zieht nach rechts. Es erscheint ein Verhältnisfeld. Man zieht so lange, bis man etwa "-100%" erreicht hat. Proportionen bleiben erhalten.

  14. Zum Zeichnen des grünen Pfeils muss man nun vom "Structure"- in den "Draw"-Modus wechseln (links oben).

  15. In der rechten Leiste befindet sich die Form "Arc 240°". Diese anklicken und mittig an der gewünschten C-Br-Bindung ansetzen. Maustaste gedrückt lassen und die Linie zu "Br" führen.

  16. Danach klickt man, um eine Pfeilspitze zu erhalten, doppelt auf die eben erstellte Linie. Es öffnet sich das Fenster "Objects Panel". Dort wählt man die Leiste "Arrow" aus und klickt bei der rechten Einstellung zu "Arrowheads Shape" die gewünschte Pfeilspitze an. Wichtig: Zum Bestätigen danach immer auf "Apply" klicken. Danach bei "Pen" noch die gewünschte Linienstärke ("Width") wählen. Am besten 1,5 bis 2pt, wieder auf "Apply".

  17. Zum Einfärben der Linie mit der rechten Maustaste auf die gewünschte Farbe in der Farbleiste klicken.

  18. Nun auf das Feld "Text" klicken und neben der Klammer ein Textfeld platzieren. Dort den Text "Br [leer] (dann auf das Symbol s+ in der oberen Leiste klicken) -". Darauf achten, dass die Schriftgröße/-dicke mit der aus der Formel übereinstimmt.

  19. Zum Erstellen des Doppelpfeils das Pfeilsymbol in der linken Leiste anklicken. Den Pfeil durch "ziehen" mit der Maus rechts neben "Br -"setzen. Danach Doppelklick auf den einfachen Pfeil. Es erscheint das Fenster "Objects Panel". Bei "Arrow" im Befehlfeld "Body Style" auf "[zwei Linien] 4 pt" stellen und dann bei "Arrowhead Shape" die entsprechenden Pfeilspitzen einstellen. (Obere Zeile: Doppelpfeilspitze links; Untere Zeile: Doppelpfeilspitze rechts).

  20. Man wechselt nun auf den "Structure" Modus zurück und klickt dort auf das rote Plus ("Reaction Plus"). Das Plus platziert man dann zwischen dem Komplex und dem Br -.

  21. Abschließend, zur Benennung des Komplexes, klickt man auf "abc". Dann klickt man unter den Sigma-Komplex. Es öffnet sich das Fenster "Edit Label". Man wählt nun das Symbol "Ω" (Greek Font) und tippt in die Textzeile "s", welches als "σ" erscheint. Danach nochmals auf "Ω" klicken, um den Befehl zu deaktivieren. Dann noch "-Komplex" eingeben und auf "Insert" klicken. Das Textfeld kann, wie alle Teile der Formel, beliebig verschoben werden. Es muss nur das Symbol "Select/Move" (siehe 8.) im Structure- oder der weiße Pfeil im "Draw-Modus" angeklickt werden.

  22. Die Struktur ist nun fertig. Sie kann als ChemSketch-Datei (.sk2) oder als Bild abgespeichert werden. Des Weiteren kann sie, nachdem man sie markiert hat, direkt über die Befehle "Strg" + "C" kopiert und in ein Word-Dokument (z. B. Arbeitsblatt) eingefügt werden.

Ziel 2: Zeichnen einer kovalenten, zusammengesetzten Struktur

Standardverbindungen (Kohlenhydrate, Aminosäuren, DNA, etc.) findet man oft vorgefertigt unter "Templates" "Template Window" oder durch Drücken der Taste "F5". Ein kurzer Blick kann viel Zeichenarbeit ersparen.

  1. Das Zeichnen von Formel 2 heißt: "Zusammensetzen"!

  2. "Benzolring" rechts auswählen. Ersten Benzolring mittig auf die Zeichenebene setzen.

  3. Zweiten Benzolring direkt an die Kante "links oben" durch Hinschieben des Cursors platzieren.

  4. Jetzt an der rechten Leiste das "Cyclohexan" wählen.

  5. Cursor ans nördlichste C-Atom des zweiten Benzolrings bewegen, damit man die einfache σ-Bindung erhält.

  6. Jetzt auf der rechten Seite "C" wählen und beachten, dass in der oberen Leiste "Draw Normal" eingestellt ist.

  7. Jetzt an Ringposition 1 und 6 jeweils auf Kohlenstoff klicken. Man erhält eine Einfachbindung, die bereits den richtigen Winkel aufweisen.

  8. An Ringposition 1 noch einmal direkt auf die neu gezeichnete Einfachbindung klicken - es entsteht eine Doppelbindung.

  9. Jetzt in der linken Leiste "S" wählen und ans Ende der Einfachbindung, die von Ringposition 6 im Cyclohexan ausgeht, setzen.

  10. Nun links "O" wählen und an das Ende der Doppelbindung (C1 Cyclohexan) setzen.

  11. In der rechten Spalte kann jetzt die "COOH"- Gruppe gewählt werden und an C3-Position gesetzt werden.

  12. Wieder "C" in der linken Spalte auswählen und durch direktes Klicken auf die Bindung zwischen C3 und C4 sowie C5 und C6 die Doppelbindungen einfügen.

  13. Abschließend durch Wählen von "Up Stereo Bonds" und direktes Klicken an C2 (danach das Gleiche mit "Down Stereo Bonds").

  14. Durch "Tools" "Clean Structure" entstehen die richtigen Winkel in der Struktur.

  15. Eventuell benötigtes Einfärben durch Aktivierung der "Lasso"-Funktion (viertes Symbol v. l. in der oberen Symbolleiste), markieren der entsprechenden Stellen und wählen der gewünschten Farbe in der unteren Leiste (Rechtsklick).

  16. Das Programm enthält des Weiteren die Funktion "Generate Name for Structure" ("Tools" "Generate" "Name for Structure"). Achtung: Es handelt sich um automatisch generierte Namen, die nicht immer der IUPAC-Nomenklatur entsprechen. (Automatisch generierter Name der oberen Struktur: 6,6-dimethyl-4-(naphthalen-2-yl)-5-oxo-3-sulfanylcyclohexa-1,3-dien-1-carboxylsäure)


2 Versuchsaufbauten zeichnen

2.1 Zusammenfügen eines Versuchsaufbaues aus fertigen Einzelgeräten

Beim Erstellen von Skizzen eines Versuchsaufbaus ist das Programm "ChemSketch" sehr hilfreich. Unter dem Punkt "Templates" "Template Window" kann man in der oberen Leiste die Option "Lab Kit" wählen. Links neben "Lab Kit" kann man nun zwischen sieben verschiedenen Bereichen auswählen. Die einzelnen Bereiche enthalten (fast) alle Apparaturen, die man im Chemieunterricht benötigt.

Das Erstellen von Versuchsaufbauten muss im "Draw"-Modus durchgeführt werden, da nicht alle Apparaturen vorgefertigt im "Template"-Feld enthalten sind.

Beispiel: Schmelzen von Eiswürfeln und Messung der Temperatur

  1. Dreibein: Auswählen "Tripod Stands" ("Templates" -> "Template Window" -> "Label Kit" "7(7) Burners, Beakers, Crucibles"). Nach dem Auswählen kann man die Objekte immer direkt in die Zeichenebene einfügen. Achten Sie auf eine sinnvolle Anordnung.

  2. Becherglas: Auswählen "Beakers", eines, das mit Wasser gefüllt ist.

  3. Brenner: Auswählen des "Burners".

  4. Thermometer: Durch Anklicken des Feldes "Select/Move/Rotate" kann man das Thermometer in eine "liegende Position" bringen. Dazu klickt man auf den Anfasser ("das schwarze Quadrat") rechts oben und dreht das Thermometer in die gewünschte Position.

  5. Die Eiswürfel müssen nun per Hand gezeichnet werden. Man wählt in der linken Leiste "Rounded Rectangle" und fügt den ersten "Eiswürfel" ins Glas ein. Durch Drehung der Eiswürfel wird eine realistischere Darstellung erreicht ("Drehen" siehe Punkt 4.). Durch einfärben (z. B. Eisblau) erreicht man eine zusätzliche Anschaulichkeit.

  6. Zum Einfärben muss die "Rounded Rectangle"-Form markiert sein. Dann klickt man mit der linken Maustaste auf die gewünschte Farbe (es wird die Fläche der Form eingefärbt). Möchte man den Rand auch einfärben, so klickt man zusätzlich noch mit der rechten Maustaste auf die gewünschte Farbe.

  7. Als Zusatz kann man z. B. noch eine Verbindung des Brenners mit dem Gasanschluss zeichnen. Dies beugt Fragen wie "Arbeitet der Brenner wohl mit Luft?" oder "Der Brenner ist doch gar nicht angeschlossen!" vor. Zum Zeichnen arbeitet man dabei mit "Polygon", "Rectangle" und "Line".

  8. Eine Beschriftung der einzelnen Elemente erfolgt abschließend durch das Feld "Text" (linke Leiste). Anklicken und das Textfeld an der gewünschten Stelle durch die gedrückte linke Maustaste aufziehen. Danach Text einfügen. Durch anklicken des Pfeils kann das Textfeld danach noch beliebig verschoben werden.

2.2 Selbst erstellte Geräte importieren

Die verwendeten Apparaturen im Chemieunterricht gehen nun allerdings weit über die vorgefertigten Abbildungen im "Template"-Ordner hinaus. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass man mit ChemSketch auch Abbildungen importieren kann, die in anderen Programmen erstellt worden sind. Beispielhaft soll dieser Importvorgang hier für den Weg einer Abbildung aus PowerPoint in ChemSketch dargestellt werden.

  1. Öffnen des Programms "ChemSketch".

  2.  Man muss sich entweder für "Draw" oder "Structure" entscheiden, je nach dem womit man im Anschluss weiterarbeiten möchte (im Folgenden wird die Einstellung "Draw" gewählt).

  3. Da man auch im Programm "ChemSketch" weiterhin die Möglichkeit haben möchte, die importierte Zeichnung zu bearbeiten, ist der Importvorgang etwas knifflig. Ein einfaches "Copy" -> "Paste" ist deshalb nicht möglich. Die Objekte kommen einheitlich schwarz im Programm an und ein gesondertes Bearbeiten der einzelnen Teile ist im Anschluss nur schwer möglich.

  4. Man klickt nun auf "Edit" -> "Insert Object" und erhält somit zwei Möglichkeiten, eine Zeichnung zu importieren. Klickt man im geöffneten Feld "Objekt einfügen" links auf "Aus Datei erstellen", so kann man eine bereits fertige Datei auswählen (beispielsweise ein .jpg-Bild), welches dann mit dem entsprechenden Programm auf dem Computer geöffnet wird. Dort muss man das Bild markieren und kopieren (Strg + C) und kann es dann bei ChemSketch via "Einfügen/Paste/Strg+V" an der gewünschten Stelle einfügen. Man erhält dabei eine Rahmenvorgabe, welche die Umrisse des Bildes vor dem Einfügen darstellt.
    Die weitere Möglichkeit zum Einfügen eines Objekts ist "Neu erstellen" auf der linken Seite. Als Objekttyp wählt man nun den Dateityp aus, in dem die Zeichnung erstellt werden soll (in unserem Fall "Microsoft Office Power Point Folie") und bestätigt das dann mit "Ok".

  5. Dadurch wird im Hintergrund "Microsoft Office Power Point" geöffnet und gleichzeitig ein grau schraffiertes Feld in der ChemSketch Zeichenfläche eingefügt, welches die Folie der Präsentation simuliert.

  6. Nun kann in PowerPoint die entsprechende Zeichnung erstellt werden, die dann gleichzeitig auch auf der ChemSketch-Arbeitsfläche entsteht.

  7. Nach dem Erstellen der Zeichnung kann diese, durch Doppelklick in ChemSketch, jederzeit mit PowerPoint nachbearbeitet werden.

  8. Hinweis: Hat man bereits eine Zeichnung erstellt, die man beispielsweise via PowerPoint in die ChemSketch-Vorlage kopieren möchte, so muss die Zeichnung Schritt für Schritt übernommen werden, da eventuelle Farben beim Kopieren verloren gehen und in ChemSketch neu erstellt werden müssen.

  9. Farben verändern: Doppelklick auf das eingefügte Objekt, es öffnet sich das Feld "Object Panel". Hier auf "Fill" gehen und die gewünschte Farbe auswählen. Danach durch "Apply" bestätigen. Gegebenenfalls kann bei "Style" die Farbführung noch angepasst werden.

  10. Um realistische Konturen zu erhalten, kann es sein, dass man z. B. Flüssigkeiten in einem RG in den Hintergrund stellen muss, da diese sonst den Rand des RGs überdecken. Dies geschieht durch klicken von "Send to back" (Sechstes Icon von links, obere Leiste).

  11. Das eingefügte Objekt kann nun komplett markiert werden ("Select"-Pfeil im Draw-Modus -> Objekt auswählen -> "Select/Move/Rotate" wählen) und das Objekt kann mit der Maus an den schwarzen Eck-Quadraten, die das Objekt umgeben, rotiert werden.


Walter.Wagner ät uni-bayreuth.de