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Formel-Editoren, Übungen
2-4
Übung 2: Zeichnen einer
einfachen Struktur mit IUPAC-Sonderzeichen.

Abb.: Angestrebtes Ergebnis von Übung 2
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Öffnen Sie das Programm "ChemSketch" vom Desktop,
Zugang Chemie.
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Das Programm ist voreingestellt auf die
Struktur-Zeichenfunktion ("Structure"). Damit wird die Grundstruktur der
Formel erstellt.
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Ändern Sie Schriftart, Schriftgröße,
Bindungsstärke und -länge etc. in Tools, Structure Properties:
Bereich Common: Current Style Normal, Show Carbons: Häkchen
bei all setzen, Size Calculation Atom Symbol Size 14, Atom
Style Arial, Set Default.
Bereich Atom: n in blauer Leiste anklicken, fett
formatieren durch anklicken von B, Set Default.
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Zum Erstellen des C-Grundkörpers auf "C"
(linke Leiste) klicken. Dann klickt man mit der linken Maustaste auf die
Arbeitsfläche (eher links orientieren, da man eine Gleichung erstellen
möchte). Es erscheint "CH4".
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Durch erneutes Drücken auf das "C" des "CH4"
kann man nun die Bindung zum zweiten "C" zeichnen. Dabei sollte
das Symbol Draw Normal gewählt sein. 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.
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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".
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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".
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Man hat nun einen cyclischen Komplex, bei dem das Brom
eine positive Ladung trägt (erscheint automatisch). 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.
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Nun klicken Sie Tools, Add Explicit Hydrogens,
um die weiteren H-Atome mit Bindungen angezeigt zu bekommen.
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Um die richtigen Bindungslängen-Verhältnisse zu bekommen,
klickt man, während die Struktur noch markiert ist auf Tools, Clean Structure.
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Um den seitenverkehrten Komplex zieht man nun die Klammer:
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 (keinen Index angeben).
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Der σ-Komplex ist nun seitenverkehrt, was man durch
Auswahl des Symbols Select/Rotate/Resize (blaue Kugel mit rotem Pfeil um
sich geschlungen) verändern kann. Man
klickt mittig auf die Struktur, 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.
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Zum Zeichnen des grünen Pfeils muss man nun vom Structure-
in den Draw-Modus wechseln (links oben).
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In der linken 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.
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Danach klickt man, um eine Pfeilspitze zu erhalten, doppelt
auf die eben erstellte Linie. Es öffnet sich das Fenster Objects
Panel. Dort wählt man den Reiter Arrow aus und klickt bei der
rechten Einstellung zu Arrowheads Shape die gewünschte Pfeilspitze an.
Wichtig: Zum Anwenden der Einstellung danach immer auf Apply klicken.
Danach Reiter Pen auswählen und noch die
gewünschte Linienstärke ("Width") einstellen, am besten 1,5 bis
2pt, Apply.
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Zum Einfärben der Linie mit der rechten Maustaste
auf die gewünschte Farbe in der Farbleiste (unten) klicken.
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Nun auf das Symbol Text (linke Leiste) 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.
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Zum Erstellen des Doppelpfeils das Symbol Arrow
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. Reiter Arrow, Body
Style, [zwei Linien] 4 pt wählen und dann bei Arrowhead Shape die
entsprechenden Pfeilspitzen einstellen. (Obere Zeile: Doppelpfeilspitze
links; Untere Zeile: Doppelpfeilspitze rechts).
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Man wechselt nun in den Structure-Modus zurück und
klickt dort auf das rote Plus ("Reaction Plus"). Das
Plus platziert man dann zwischen Komplex und Br -.
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Abschließend, zur Benennung des Komplexes, wählt man das
Symbol Edit Text ("ab", oben). 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" schreiben und auf die Arbeitsfläche klicken. Das
Textfeld kann, wie alle Teile der Formel, beliebig verschoben werden. Es
muss nur das Symbol Select/Move/Resize (siehe 8.) angeklickt und das
Textfenster angefasst werden.
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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 Strg+C kopiert und in ein Word-
oder PowerPoint-Dokument (z. B. Arbeitsblatt) eingefügt werden (wenn es im
Pool nicht geht - lokal zu Hause funktioniert es auf jeden Fall).
Übung 3: Zeichnen einer kovalenten,
zusammengesetzten Struktur

Abb.: Angestrebtes Ergebnis von Übung 3
Viele Standardverbindungen (Kohlenhydrate, Aminosäuren, DNA,
etc.) findet man vorgefertigt unter Templates, Template
Window oder durch Drücken von F5. Ein kurzer Blick kann viel
Zeichenarbeit ersparen.
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Das Ziel von Übung 3 ist das Zusammensetzen größerer
Moleküle aus Bausteinen in sauberer Skelettschreibweise. Dazu in
Properties, Show Carbons, All Häkchen weg nehmen.
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Benzene aus der Symbolleiste rechts auswählen. Ersten
Ring mittig auf die Zeichenebene setzen.
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Zweiten Ring direkt an die Kante links oben durch Hinschieben
des Cursors platzieren.
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Jetzt Symbol Cyclohexane wählen.
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Cursor ans oberste C-Atom des zweiten Benzolrings bewegen,
damit man die C-C-Bindung erhält.
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Jetzt aus der linken Symbolleiste Atomart C wählen und
sicher stellen, dass in der oberen
Leiste Draw Normal eingestellt ist.
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Jetzt an den Cyclohexanring-Positionen 2 und 6 jeweils auf
den Ring-Kohlenstoff klicken. Man
erhält Einfachbindungen (Methylgruppen), die bereits den richtigen Winkel aufweisen.
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An Ringposition 2 noch einmal etwa mittig auf die neu gezeichnete Einfachbindung
klicken - es entsteht eine Doppelbindung.
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Element O wählen und durch Klicken an das Ende der
Doppelbindung setzen.
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Element S wählen und ans Ende der Einfachbindung in Position
6 setzen. Die Gruppe wird automatisch zu SH.
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In der rechten Symbolleiste Acetyl (COOH) wählen und
an die 4-Position setzen.
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Wieder Element C auswählen und durch direktes Klicken auf
die Bindungen Doppelbindungen erzeugen.
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Wählen Sie in der oberen Symbolleiste Up Stereo Bonds
(Keil) und setzen Sie sie durch Klicken, danach das Gleiche mit
Down Stereo Bonds. Stören Sie sich nicht an der ungewöhnlichen
Anordnung der Methylgruppen, denn:
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Über Tools, Clean Structure entstehen die richtigen Winkel.
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Zum farblichen Markieren: Aktivieren Sie die Lasso-Funktion (viertes Symbol v. l. in der oberen Symbolleiste),
markieren Sie die entsprechende Gruppe und wählen Sie die gewünschte Farbe in der
unteren Leiste durch Rechtsklick. Heben Sie die Markierung durch Klick
daneben auf.
Spielen: Das Programm enthält des Weiteren die Funktion Generate Name for
Structure unter Tools, Generate, Name for Structure. Achtung: Es
handelt sich um automatisch generierte Namen, die nicht immer der IUPAC-Nomenklatur entsprechen.
Der automatisch generierter Name der oberen
Struktur wird ausgegeben mit
6,6-dimethyl-4-(naphthalen-2-yl)-5-oxo-3-sulfanylcyclohexa-1,3-dien-1-carboxylic
acid. Hätten Sie sicher auch hingekriegt ;)
Übung 4: Zusammenfügen eines
Versuchsaufbaues aus fertigen Einzelgeräten
Beim Erstellen von Skizzen eines
Versuchsaufbaus ist das Programm ChemSketch sehr hilfreich. Fast alle Geräte, die man im
Chemieunterricht benötigt, sind vorgefertigt. Das Erstellen von
Versuchsaufbauten muss im Draw-Modus durchgeführt werden, da nicht alle
Apparaturen vorgefertigt im Template-Feld enthalten sind.

Abb.: Angestrebtes Ergebnis von Übung 4
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Im Menü Templates, Template
Window in der oberen Leiste Option Lab Kit wählen. Links neben
Lab Kit kann man nun zwischen sieben verschiedenen Bereichen auswählen.
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Dreibein: Tripod Stand ist unter 7(7) Burners, Beakers, Crucibles. Nach dem Auswählen kann man die Objekte immer direkt
in die Zeichenebene einfügen. Achten Sie auf eine sinnvolle Anordnung.
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Becherglas: Beaker (eines, das mit Wasser gefüllt ist).
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Brenner: Burner.
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Thermometer: Durch Anklicken des
Symbols Select/Move/Rotate kann man das
Thermometer in eine schräge Position bringen. Dazu klickt man auf
den Anfasser (schwarze Quadrate an den Markierungsgrenzen) und dreht das Thermometer in die gewünschte
Position.
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Die Eiswürfel müssen per Hand gezeichnet werden.
Man wählt in der linken Symbolleiste Rounded Rectangle und fügt den ersten
Eiswürfel ins Glas ein. Durch Drehung der Eiswürfel wird eine
realistischere Darstellung erreicht. Durch einfärben (z. B.
Eisblau) erreicht man eine zusätzliche Anschaulichkeit.
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Zum Einfärben muss die 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.
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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.
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Eine Beschriftung der einzelnen Elemente erfolgt
abschließend über Text (linke Symbolleiste). Anklicken und das
Textfeld an der gewünschten Stelle durch Ziehen platzieren. Danach Text einfügen. Durch
Wählen des Symbols Pfeil (obere Leiste) kann das Textfeld danach noch beliebig
verschoben werden.
Zusatz: selbst erstellte
Geräte importieren.
Die verwendeten Geräte im
Chemieunterricht gehen teilweise 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.
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Öffnen Sie ChemSketch.
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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).
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Da man auch in ChemSketch
weiterhin die Möglichkeit haben möchte, die importierte Zeichnung zu
bearbeiten, ist der Importvorgang etwas knifflig, 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.
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Man klickt nun auf Edit, Insert
Object und erhält somit zwei Möglichkeiten, eine Zeichnung zu
importieren.
Variante 1: Klickt man im geöffneten Menü 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.
Variante 2: Neu erstellen anwählen. Als Objekttyp wählt man nun den Dateityp aus, in dem die
Zeichnung erstellt werden soll, in unserem Fall Microsoft Office PowerPoint Folie, OK. Dadurch wird im Hintergrund PowerPoint geöffnet und gleichzeitig ein grau schraffiertes Feld in
der ChemSketch-Zeichenfläche eingefügt, welches die Folie der Präsentation
simuliert.
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Nun kann in PowerPoint die entsprechende
Zeichnung erstellt werden, die dann gleichzeitig auch auf der
ChemSketch-Arbeitsfläche entsteht.
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Nach dem Erstellen der Zeichnung kann
diese durch Doppelklick in ChemSketch jederzeit mit PowerPoint
nachbearbeitet werden, es ist eine Objekt-Datei.
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Hinweis: Hat man bereits eine Zeichnung
erstellt, die man beispielsweise via PowerPoint nach Version 1 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.
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Farben verändern: Doppelklick auf das
eingefügte Objekt, es öffnet sich das Menü Object Panel. Hier auf Fill
gehen, gewünschte Farbe auswählen und durch Apply bestätigen.
Gegebenenfalls kann bei Style die Farbführung noch angepasst werden.
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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).
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Das eingefügte Objekt kann nun komplett
markiert werden Select, Objekt auswählen, Select/Move/Rotate und das Objekt kann mit der Maus an den schwarzen Eck-Quadraten, die
das Objekt umgeben, rotiert werden.
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E-Mail:
Walter.Wagner ät uni-bayreuth.de
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