Modelle

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Atombau		Experiment

Modelle und Realität

ein Atommodell

Man arbeitet bevorzugt mit Modellen ("Ersetzungsfunktion", "pragmatisches Merkmal")

• wenn der Umgang mit der Realität zu teuer oder zu gefährlich (z.B. giftig, explosiv, radioaktiv) ist
• wenn sich die Realität der Beobachtbarkeit entzieht (z.B. unsichtbar, zu klein, zu groß, zu schnell, zu langsam).

Dennoch dürfen Modelle nicht mit der Realität gleichgesetzt werden ("Gleichsetzungsverbot").

Wodurch unterscheidet sich ein Modell von der Realität?

1. Modelle sind der Versuch, die Realität möglichst widerspruchsfrei zu beschreiben bzw. abzubilden ("Abbildungsmerkmal").
2. Modelle vereinfachen die Realität, z. B. durch Weglassen unnötiger Details ("Verkürzungsmerkmal").
3. Modelle veranschaulichen die Realität, z. B. durch Vergrößern (ggf. nicht maßstabsgetreu) oder optischen Hervorheben von Einzelheiten, z.B. durch farbiges Markieren.

Beispiele

Molekülbaukasten

Molekülbaukasten

Ein Beispiel für Modelle sind die an der BBS Winsen verwendeten Molekülbaukästen.

Aus den Elementen der Molekülbaukästen lassen sich die verschiedensten chemischen Verbindungen als Kugel-Stab-Modelle zusammenstellen. Die Atome der wichtigsten Elemente sind unterschiedlich farbig gekennzeichnet und entsprechend ihrer Wertigkeit mit Bindungsarmen versehen. Mit dieser Hilfe lassen sich schnell sinnvolle Struktur- und Summenformeln eines Moleküls ermitteln und dreidimensional veranschaulichen.

Kristallgitter-Modell von NaCl

Kristallgitter-Modelle

Ein weiteres Beispiel sind Kristallgitter-Modelle zur Veranschaulichung der geometrischen Struktur innerhalb eines Kristalls, im Bild das würfelförmige NaCl-Gitter.

Anders als im o. a. Kugel-Stab-Modell sind in diesem Modell die Kugeln starr verbunden, wodurch z. B. die Festigkeit des kristallinen Körpers modellhaft veranschaulicht wird.

Vom Modell zur Stoffformel

Das Prinzip der Vereinfachung gilt auch für die modellhafte Veranschaulichungen einer chemischen Reaktion, z. B. in Form von Reaktionsgleichungen oder Reaktionsmechanismen. Bei der zweidimensionalen Darstellung werden bindende Elektronenpaare durch einen Strich dargestellt, die Atome eines Elementes nur noch durch das entsprechende Elementsymbol.

Molekülmodelle im Vergleich am Beispiel von Aceton:

					C3H6O
Kalottenmodell	Kugel-Stab-Modell	Strukturformel	Halbstrukturfomel	Skelettformel	Summenformel

Modell Windkraftanlage
KOSMOS Experimentierkasten Wind-Energie.

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^{Bezugsquelle: www.kosmos.de}

Modelle aus dem Bereich Technik

... dienen zur Veranschaulichung von Aufbau und Funktion ausgewählter technischer Systeme wie

• Wasserkraftwerk
• Wasserstofftechnologie
• Windkraftanlage

Übungen

1. 

      
   Arbeitsblatt "Modelle" als PDF-Datei zum Download.
2. Vergleiche den Molekülbaukasten mit der Realität. Erstelle hierzu eine tabellarische Übersicht und notiere die Bedeutung der verwendeten Farben, der Anzahl der Bindungsarme, der Verbindungsstücke usw.

Experimente

• Black-Box-Experiment
• Modelle und Simulationen, in: Chemie? - Aber sicher!, Seite 04-1ff.
• Modellexperiment zu einem chemischen Gleichgewicht, in: Chemie heute (Ausgabe 1998), Seite 84, Versuch 3

Weblinks

• Atommodell

• Telekolleg Chemie - 1. Folge: Atommodelle

• Bezugsquelle Molekülbaukästen