Toytomics Periodensystem-Set

Toytomics Periodensystem-Set

Die zentrale Rolle des Toytomics Valenzelektronenmodells

Endlich können Schüler Atome, Elektronen und Protonen anfassen und Chemie "begreifen". Wenn Schüler Reaktionen mit dem ToytomicsAtomen durchspielen, dann erschließen sich ihnen automatisch auch sämtliche andere Aspekte derselben Reaktion:

Die Lewis Formeln mit allen Ladungen und Kräften kann man jederzeit aus dem Modell ableiten und abzeichnen. Die Strukturformeln der beteiligten Moleküle stellen sich immer richtig dar. Der Reaktionsmechanismus kann mit den Toytomics Atomen durch spielerisches Ausprobieren exploriertund dadurch dann besonders gut verstanden und behalten werden (Gruppenarbeit).

Die periodischen Eigenschaften der Elemente werden automatisch klar, da jederzeit offensichtlich ist, dass z.B. Sauerstoff und Schwefel gleiche Valenzelektronen haben. Der tetraedrische Aufbau der Valenzelektronen gibt einen direkten Hinweis auf den Atombau mit Orbitalen. Durchgeführte Versuche können mit dem Modell auf der Molekülebene durchgespielt und anschaulich erklärt werden. Durch diese Möglichkeiten wird die Arbeit des Lehrers erleichtert.

Vorteile durch Toytomics

• starke Vereinfachung des Unterrichts
• chemische Formeln, Moleküle, Atome und deren Reaktionen werden einfach verstanden
• sämtliche Bindungen, Kräfte und Ladungen sind zum ersten Mal anschaulich dargestellt
• Lernen läuft visuell, haptisch und spielerisch ab
• ein Modell führt den Schüler als strukturierter roter Faden durch die Chemie

Einsatzbereiche Toytomics

• Chemieunterricht 7.-13. Klasse
• kombinierbar mit allen Unterrichtsformen und Lehrmaterialien
• sämtliche relevante Reaktionen sind darstell- und modellierbar

Inhalt

• großer Kasten inkl. Sortiereinlage
• 14 H, 6 C, 2 N, 8 O, 1 Ar, 2 F, 2 Cl, 1 S, 1 P, 1 He, 1 Ne, 2 Na, 2 Mg, 2 Al
  
• Arbeitsblätter zu den Anwendungsbeispielen

Anwendungsbeispiele

• Luftmoleküle: N_2, O_2, Ar, CO_2, H₂O
• Reaktionen: Knallgas, Brennstoffzelle
• Verbrennung: Kohlenstoff, Methan
• Elektronenstrichformeln: Mehrfachbindungen, Benzol, Radikale, Ionen, freie Elektronenpaare
• Organische Moleküle: Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde
• Carbonsäuren: Fettsäuren, Protolyse, Oxoniumion, Decarboxylierung, Ölentstehung
• Ammoniak: basische Eigenschaften, Ammoniumion
• Neutralisation: OH- und H+ zu Wasser
• Zucker: Isomere, Konfomere, Acetalbildung, Köhlerprozess, Kohleentstehung
• Fischer Projektion: Rotamere, "saggered", "eclipsed"
• Wasserstoffbrücken, Löslichkeit: hydrophil, lipohil
• CO₂: Kohlensäure, Hydrogencarbonat, Carbonat
• Stickoxide: NO-, NO₂-Radikal, Salpetersäure, Zwitterion, Oktettregel, Nitrat
• Radikalische Reaktionen, z.B. mit H₂O₂, HO, NO, NO₂, Polymerisation, Ethylen
• Mesomere Grenzformeln, z.B. CO, Ozon, NO₂, Benzol, Sauerstoff bi-radikal
• Atombau: Einfach-Besetzungsregel (Hund Regel), freie Elektronenpaare, periodische Eigenschaften
• Oktettregel: Voll-Besetzung der Schalen
• Halogene: F₂, Cl₂, radikalische Spaltung
• Radikalische Halogen-Reaktionen: Substitution, Eliminierung
• Radikalische Addition: Ethylen, Acetylen oder Benzol, Butadien-Reaktionen
• Radikalische Polymerisation: Vinylchlorid
• Wasserstoffsäuren: HCl, H₂S, Protolyse, Ionenbildung. z.B. Cl-, F-, Hydrogensulfid
• Wasserstoffbrücken (halogene)
• Oxide der 3. Periode (Nichtmetalle): SO, SO₂, SO₃, CL2O, CL₂O₃, CL₂O₅, CL₂O₇, Hydrolyse zu den Sauerstoffsäuren
• Sauerstoffsäuren der 3. Periode (Nichtmetalle): H₃PO₄, H₂SO₄, HCLO₄, Oxidationsstufen, Protolyse, Ionen, wie z.B. Di-Hydrogen-Phosphat, Strukturen der Säuren, Ionen, Zwitterionen, Oktetterweiterung
• Atombau - Edelgaszustand: Edelgase He, Ne und Ar
• Elektronenübertragung: RedOx-Reaktionen, Erreichen des Oktettzustandes, Metall-Ionen, Nichtmetall-Ionen
• lonischer Zustand: Ionenbindung, Ionengitter, Salze, Gesteine
• RedOx-Gleichungen aufstellen mit stöchiometrischen Ausgleichen, z.B. Na + Cl_2, Mg + O_2, Na + O_2
• Elektrolyse, z.B. NaCl
• Alkalireaktionen: Na in Wasser zu H_2 und OH^-, Mg-Verbrennung, MgO in Wasser zu Base
• Löslichkeit Salze: Hydrathülle von Metallionen, Koordination von sechs freien Elektronenpaaren von sechs Wassermolekülen
• Löslichkeit: Hydrathülle über Wasserstoffkoordination
• Komplexbildung: Koordination von freien Elektronenpaaren mit Metallionen
• Geometrisch unterschiedliche Koordinationen, z.B. oktaedrisch, tetraedrisch, quadratisch planar, linear