Atommodell für den weiterführenden Unterricht
Anschaulicher Chemieunterricht weiter gedacht
Unser weiterentwickeltes Kugelwolkenmodell bringt Klarheit in die Molekülstruktur: farbcodiert, modular und perfekt abgestimmt auf moderne Unterrichtsanforderungen. Entdecken Sie das Modell, das dort ansetzt, wo klassische Darstellungen an ihre Grenzen stoßen!
Modellgrenzen des klassischen Kugelwolkenmodells – und wie unser neues Modell sie überwindet
Das Kugelwolkenmodell geht zurück auf den amerikanischen Quantenchemiker George Kimball, der es 1957 als vereinfachte Alternative zum Orbitalmodell entwickelte. Es stellt die Aufenthaltsbereiche der Valenzelektronen als kugelförmige Elektronenwolken dar. Später ergänzte der Chemiker Henry A. Bent das Modell um ein entscheidendes Element: die räumliche Anordnung der Kugelwolken unter Berücksichtigung intramolekularer Abstoßungs- und Anziehungskräfte. So ergaben sich typische Strukturen wie die tetraedrische Anordnung bei Atomen mit vier Elektronenpaaren.
Grenzen des klassischen Kugelwolkenmodells
- Unübersichtlichkeit bei komplexen Molekülen: In organischen Verbindungen sind viele Atome beteiligt, deren Elektronenwolken im klassischen Modell oft schwer unterscheidbar sind. Besonders bei gleicher Farbgebung (z. B. rot für mehrere Atome) verlieren Lernende schnell den Überblick.
- Keine Darstellung von Ladungen: Formal- und Partialladungen lassen sich mit dem traditionellen Kugelwolkenmodell nicht abbilden – ein zentrales Defizit bei der Erklärung chemischer Bindungen und Reaktionen.
- Fehlende Möglichkeit für Protonenübergänge: Das klassische Modell erlaubt keine Veranschaulichung von Protonenübergängen, wie sie bei Säure-Base-Reaktionen eine zentrale Rolle spielen.
So überwinden wir die Grenzen des klassischen Kugelwolkenmodells
- Angelehnt an die Farben des Daltonschen Atommodells: Um die Übersichtlichkeit bei komplexeren Molekülen zu erhöhen, greifen wir die etablierten Farbcodes des ursprünglichen Daltonschen Modells auf – z. B. Schwarz für Kohlenstoffatome oder Grün für Chloratome. So erkennen Lernende auf einen Blick, welche Atomart dargestellt wird.
- Fokussierung auf einfach und doppelt besetzte Kugelwolken: Unser Modell legt weiterhin besonderen Wert auf die anschauliche Darstellung von einfach und doppelt besetzten Kugelwolken. Durch klare Unterscheidung der Besetzungsarten wird die Molekülstruktur noch schneller und intuitiver erfassbar und mögliche Reaktionen vorhersehbar.
- Berücksichtigung der kovalenten Atomradien: Anders als klassische Modelle berücksichtigt unser System die realistischen Größenverhältnisse der Atome. Dadurch werden Abstände und räumliche Strukturen im Modell naturgetreuer und nachvollziehbarer dargestellt.
- Formalladungen anschaulich gemacht: Durch Einschrauben spezieller Inserts (δ+ / δ– /
2 δ+ / 2 δ–) können Formalladungen einfach und präzise dargestellt werden. - Visualisierung von Partialladungen: Inserts mit Plus- oder Minuszeichen ermöglichen die Darstellung von Partialladungen bei einfachen Ionen und Molekülionen.
- Verständnis von Redoxreaktionen: Ideal zur Veranschaulichung von Ionenbildung und Elektronenübergängen – Lernende erkennen sofort den Mechanismus hinter Redoxreaktionen.
- Von einfach bis komplex: Das Modell ermöglicht die Darstellung einfacher Redoxreaktionen (z. B. Bildung von Natriumchlorid aus Natrium- und Chloratomen) ebenso wie komplexerer Vorgänge, etwa Redoxreaktionen zwischen Magnesium und Wassermolekülen, Ethanolmolekülen oder Kupfer-Ionen.
- Protonenübergänge anschaulich erklärt: Bei Säure-Base-Reaktionen kann am Modell das Proton eines Wasserstoffatoms abgeschraubt und von der doppelt besetzten Kugelwolke eines Sauerstoffatoms – beispielsweise im Wassermolekül – aufgenommen werden. So wird der Mechanismus von Protonenübergängen einfach und nachvollziehbar sichtbar.
- Oxidationszahlen sichtbar machen: Durch Einschrauben spezieller Inserts (+I / –I / +II /-II/…) lassen sich Oxidationszahlen direkt an den entsprechenden Atomen darstellen – ideal zur Veranschaulichung von Elektronenabgaben und -aufnahmen.
Sichere Aufbewahrung und einfacher Transport
Unsere Modelle werden in stabilen Euroboxen mit praktischen Unterteilern geliefert. So sind alle Teile ordentlich sortiert, die Boxen stapelbar und einfach zu handhaben. Die Deckel rasten sicher ein und schützen den Inhalt zuverlässig.Die Inserts werden in einem stapelfähigen Sortierkasten geliefert.
Inhalt:
Atommodelle: 16 H-Atome, 2 Li-Atome, 1 Be-Atom, 1 B-Atom, 4 C-Atome, 4 N-Atome, 8 O-Atome, 2 F-Atome, 2 Na-Atome, 2 Mg-Atome, 4 Al-Atome, 1 Si-Atom, 1 P-Atom, 1 S-Atom, 2 Cl-Atome, 2 Br-Atome, 2 I-Atome
Bindungen: 14 doppelt besetzte Kugelwolken, 20 einfach besetzte Kugelwolken, 8 Einfachbindungen, 8 Mehrfachbindungen,
Inserts (4x „H+“, 4x „H δ+“, Formalladungen: 4x +/-, 4x 2+/2-, 4x 3+/3-, 4x 4+/4- Partialladungen: 4x δ+/δ-, 4x 2δ+/2δ-, 4x 3δ+/3δ-, 4x 4δ+/4δ- Oxidationszahlen: 4x 0, 4x +I/-I, 4x +II/-II, 4x +III/-III, 4x +IV/-IV)
Hinweis: Das Set "polare Atombindung" beinhaltet 8 Modelle mit der Aufschrift "polare Elektronenpaarbindung".