Magnet-Atommodelle zum Selberbasteln für den Anfangsunterricht

Das Erklären und Deuten von chemischen Phänomenen mit Hilfe von Modellen spielt bereits im Anfangsunterricht eine wichtige Rolle. Ein Beispiel hierfür ist die Interpretation chemischer Reaktionen mit Hilfe des Dalton´schen Atommodells. Werden die phänomenologische und die submikroskopische Ebene miteinander in Beziehung gesetzt, werden Zusammenhänge, wie das Gesetz zur Erhaltung der Masse bei chemischen Reaktionen, erklärbar. Da viele Modellvorstellungen zunächst sehr abstrakt sind, können Schülerinnen und Schüler im Umgang mit Modellen unterstützt werden, indem Anschauungsmodelle im Chemieunterricht eingesetzt werden. Ein Beispiel dafür sind die Chemikalienmodelle von Peter Haupt, welche auf der Atomvorstellung Daltons beruhen und aus fest verklebten Zellstoffkugeln bestehen. Mit Hilfe dieser Modelle können verschiedenste Teilchenverbände, wie z.B. Salzkristalle, dargestellt werden. Ein Vorteil ist, dass anders als z.B. bei Kugel-Stab-Modellen weder die Anzahl, noch die räumliche Struktur der Verbindung zwischen Atomen vorgegeben ist. Als nachteilig erscheint es jedoch, dass die Zellstoffkugeln fest miteinander verbunden werden und z.B. im Falle einer chemischen Reaktion nur Ausgangs- und Endstoffe getrennt voneinander im Modell betrachtet werden können.

In dem Projekt werden daher einfache, auf der Atomvorstellung Daltons beruhende Atommodelle zum Selberbasteln entwickelt. Durch das Bestreichen von Zellstoffkugeln mit Magnetfarbe können magnetische Atommodelle hergestellt werden. Diese können mit Hilfe kleiner Neodymmagnete zusammengesetzt und auch wieder getrennt werden, wodurch einfache chemische Reaktionen auf Teilchenebene nachgestellt werden können. Die Umordnung von Teilchen und die daraus resultierende Bildung neuer Stoffe mit neuen Eigenschaften kann mit den Modellen nachgestellt und begreifbar gemacht werden.

Es ist gelungen, verschiedene chemische Reaktionen mit Hilfe der Magnet-Atommodelle in einem größeren Teilchenverband darzustellen. Dazu gehören u.a. die Reaktion von Magnesium mit Sauerstoff oder die Verbrennung von Kohlenstoff.

Publikationen:

Rautenstrauch, H. & Busker, M. (2016): Magnet-Modelle für den Anfangsunterricht. In: CHEMKON 23 (3), 120–124.