Lewis-Formeln verstehen und selbst bauen
Das Lewis-Labor vermittelt das systematische Erstellen und Überprüfen von Lewis-Formeln. Die Lernumgebung besteht aus den beiden Bereichen Verstehen und Üben. Im Lernbereich werden die Schülerinnen und Schüler in sieben aufeinander aufbauenden Schritten durch den Denkweg zur Lewis-Formel geführt.
Ausgehend vom Zählen der Valenzelektronen wird zunächst ein geeignetes Atomgerüst geplant. Danach werden Einfachbindungen gesetzt und die Außenelektronen verteilt. Reicht dies zur Erfüllung der Oktettregel nicht aus, werden Mehrfachbindungen gebildet. Abschließend werden Elektronenzahl, Oktett beziehungsweise Duett und formale Ladungen überprüft.
Im Übungsmodus bauen Lernende Lewis-Formeln selbstständig auf einer interaktiven Zeichenfläche. Atome können verschoben und über Einfach-, Doppel- oder Dreifachbindungen verbunden werden. Zusätzlich lassen sich freie Elektronenpaare, einzelne Elektronen und formale Ladungen eintragen. Auch die räumliche beziehungsweise geometrische Anordnung wird bei der Auswertung berücksichtigt.
Die Aufgaben reichen von Grundlagen über Mehrfachbindungen und Ionen & Resonanz bis hin zu Ausnahmen der Oktettregel und Beispielen aus der organischen Chemie. Die Aufgaben sind zusätzlich in die Niveaus Start, Schule und Plus gegliedert.
Beim Prüfen einer Lösung wird nicht nur zwischen richtig und falsch unterschieden. Das Feedback berücksichtigt unter anderem Elektronenkonto, Bindungsordnungen, freie Elektronenpaare, formale Ladungen und die Anordnung der Atome.
- Inhaltsart
- Interaktive Übung
- Lernniveau
- Sekundarstufe II
- Bearbeitungszeit
- ca. 30 Minuten
Lernziele
- Die Lernenden bestimmen die Anzahl der Valenzelektronen eines Moleküls oder Ions.
- Die Lernenden planen ein geeignetes Atomgerüst für eine Lewis-Formel.
- Die Lernenden wählen geeignete Zentral- und Außenatome für Molekülstrukturen aus.
- Die Lernenden stellen Einfach-, Doppel- und Dreifachbindungen korrekt dar.
- Die Lernenden verteilen freie Elektronenpaare entsprechend dem verfügbaren Elektronenkonto.
- Die Lernenden wenden Duett- und Oktettregel beim Aufbau von Lewis-Formeln an.
- Die Lernenden bestimmen und überprüfen formale Ladungen einzelner Atome.
- Die Lernenden überprüfen, ob die Summe der formalen Ladungen mit der Gesamtladung eines Teilchens übereinstimmt.
- Die Lernenden erkennen, wann Mehrfachbindungen zur Erfüllung der Oktettregel erforderlich sind.
- Die Lernenden berücksichtigen Resonanzstrukturen, Ionen und ausgewählte Ausnahmen von der Oktettregel.
Interaktiver Inhalt
Bedienhinweise
Beginne im Bereich Verstehen und bearbeite die sieben Lernschritte nacheinander. Nutze die integrierten Verständnisfragen, um den jeweiligen Schritt auf andere Moleküle zu übertragen. Wechsle anschließend zu Üben. Wähle einen Themenbereich und ein Niveau oder starte eine zufällige Aufgabe. Das Elektronenkonto zeigt an, wie viele Elektronen bereits verwendet wurden und wie viele insgesamt zur Verfügung stehen. Ordne die bereitgestellten Atome auf der Zeichenfläche an. Wähle anschließend ein Werkzeug für Einfach-, Doppel- oder Dreifachbindungen und verbinde die entsprechenden Atome. Freie Elektronenpaare, ungepaarte Elektronen und formale Ladungen können mit den weiteren Werkzeugen ergänzt werden. Mit Formel prüfen erhältst du eine gezielte Rückmeldung zur aktuellen Lösung. Dabei werden auch unvollständige Lösungen ausgewertet, sodass Fehler schrittweise verbessert werden können. Wenn du nicht weiterkommst, nutze Hinweis. Die Hilfen werden schrittweise konkreter und beginnen beispielsweise mit Elektronenzahl und Atomgerüst, bevor Bindungen, Elektronen und Anordnung genannt werden. Mit Lösung zeigen kann eine Musterlösung eingeblendet werden. Alternativ kann der Baukasten auch ohne Ziehen über die Tastatur-Bedienung verwendet werden.
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