Moleküle, Raumgitter

In diesem Teilprogramm ist die räumliche Darstellung von Molekülen möglich. Nach dem Aufruf des Unterprogramms können Sie in einer Liste aus über 180 verschiedenen chemischen Verbindungen eine auswählen.

Markieren Sie einen Listeneintrag und klicken auf Darstellung, stellt das Programm sofort den Aufbau des zugehörigen Moleküls dar. Dabei werden die einzelnen Atome vereinfacht durch Kugeln symbolisiert.
Besondere Bindungsverhältnisse wie Doppel- oder Dreifachbindung werden (in der Darstellung mittels Kugeln) nicht berücksichtigt. Die relative Lage der Einzelatome zueinander wird berücksichtigt. Die jeweiligen Elemente werden durch unterschiedlich große und verschieden gefärbte Kugeln verdeutlicht.

Neben den chemischen Verbindungen finden Sie auch Reaktionsgruppen, z.B. die Aldehydgruppe oder die Aminogruppe. Die jeweils freien Enden werden durch ein R gekennzeichnet.

In der Liste der chemischen Elemente finden Sie neben einfachen organischen Verbindungen wie Methan, Äthan … auch komplexere Moleküle, darunter verschiedene Aminosäuren (z.B. Alanin, Asparagin, Glutaminsäure), Ringverbindungen (Benzol, Phenol, Phenylalanin), Stickstoffverbindungen usw.

Als Besonderheit können Sie die Veranschaulichung dieser Moleküle erhöhen, indem Sie den Schalter Rotation wählen. Daraufhin beginnt das Programm, die Moleküle zu drehen. Die Geschwindigkeit und Richtung der Drehung stellen Sie an den Pfeilschaltern für die Drehung in x-, y- und z-Richtung ein. Über den Schalter Stopp beenden Sie die Simulation.

Raumgitter

Chemische Elemente und Verbindungen liegen im festen Aggregatzustand oft in kristalliner Form vor. Für diese Kristalle existieren 14 verschiedene Raumgitterstrukturen.

Im 2.Teil dieses Teilprogramms können Sie sich die prinzipielle räumliche Anordnung dieser Kristallgitter anzeigen lassen. Wählen Sie dazu aus der Liste eines der Raumgitter aus und klicken Sie auf Darstellung.

Je Gitterpunkt wird eine Kugel gezeichnet und auf Wunsch auch das Gitter. Markieren Sie Gitter erweitern, so wird die Darstellung um vier weitere angrenzende Basiszellen erweitert.

Betätigen Sie Rotation beginnt das Programm das Gittermodell zu drehen. Mithilfe dieser Bewegung wird der räumliche Eindruck verstärkt sowie eine bessere Vorstellung der Gestalt des Körpers möglich. Klicken Sie auf die Schalter und , wird die Größe der Körperdarstellung verkleinert oder vergrößert. Ein Klick auf stellt wieder die Grundeinstellung her.

Die Geschwindigkeit und Richtung der Drehung stellen Sie an Pfeilschaltern für die Drehung in x-, y- und z-Richtung ein. Mit der ESC-Taste oder dem Schalter Stopp beenden Sie die Simulation.

Ein berühmtes Beispiel in Form eines Raumgitters ist das Atomium in Brüssel, das zur Weltausstellung 1956 errichtet wurde. Das Bauwerk symbolisiert ein Eisenkristall. Da es auf einer Spitze steht, ist nicht sofort zu sehen, dass hier ein raumzentriertes kubisches Kristallgitter (Würfel) vorliegt.

Die für die Weltausstellung 1958 geschaffene eindrucksvolle Stahl- und Aluminiumkonstruktion wurde von dem Ingenieur André Waterkeyn entworfen. Die kristalline Eisenstruktur wurde in 165-milliardenfacher Vergrößerung dargestellt.

Das Atomium ist 102 m hoch. Jede der neun Kugeln hat einen Durchmesser von 18 m.
Seit der Rekonstruktion 2006 ist das Atomium wieder besuchbar und ein imposantes Gebäude.

Freie Bewegung der Moleküle und Raumgitter

Da Sie sicher die Molekül- und Gitterdarstellungen aus verschiedensten Richtungen auch längere Zeit betrachten möchten, haben Sie durch einen linken Mausklick auf die Darstellung und anschließende Bewegung der Maus (Maustaste festhalten!) die Möglichkeit, die Objekte in beliebiger Richtung und Stärke zu drehen.

Dabei verändert jede Bewegung der Maus die Lage des Moleküls. Eine waagerechte Bewegung dreht um die z-Achse, eine senkrechte Bewegung um die y-Achse. Mit etwas Übung sollte es Ihnen so gelingen, die dargestellten Moleküle aus unterschiedlichsten Richtungen zu betrachten.