Bau eines Kugelwolkenmodells
Heute befasse ich mich mit dem Bau eines Atommodells und zwar mit dem Kugelwolkenmodell. Für die, die nichts mit diesem Begriff anfangen können: keine Panik, denn ich werde Euch kurz erklären woher dieses Modell kommt und was es eigentlich genau darstellt.
Das Kugelwolkenmodell, das auch Kimballsches Atommodell genannt wird, ist die Erweiterung des Schalenmodells vom dänischen Physiker Nils Bohr. Das Bohrsche Atommodel zeigt die Elektronenschalen eines Atoms an, mit den darauf liegenden Elektronen. Das Kugelwolkenmodell hingegen stellt die Atome als Kugel und die Elektronenpaare, über die die Atome miteinander verbunden sind, als Wolke dar. Daher ergibt sich auch der Name Kugelwolkenmodell.
Ich habe mich für ein Modell eines Methan-Moleküls entschieden, weil es sich wegen seiner einfachen Struktur gut nachbauen lässt und es uns im Alltag hoffentlich allen bekannt ist.
Für den Bau habe ich mir folgende Materialien besorgt: neun Styropor-Kugeln, Draht oder Zahnstocher, zwei verschiedene Wasserfarben und einen Pinsel. Bei den Styropor-Kugeln habe ich mir eine etwas Größere besorgt für das Kohlenstoff-Atom, vier Mittelgroße für die vier Wasserstoff-Atome und vier Kleinere für die vier Elektronenpaare.
Bei den Farben habe ich mich für rote und schwarze Farbe entschieden. Die schwarze Farbe verwende ich, um das Kohlenstoff-Atom anzumalen, also die große Kugel und die rote Farbe verwende ich, um die vier mittelgroßen Kugeln, die die Wasserstoff-Atome in meinem Modell darstellen sollen, anzumalen. Die anderen vier Kugeln lasse ich farblos. Auch hier können natürlich andere Farben verwendet werden. Den Draht verwende ich am Ende, um die Kugeln miteinander zu verbinden. Hier könnte man natürlich auch zur Fixierung Zahnstocher oder ähnliches verwenden. Wichtig ist nur, dass das Modell am Ende stabil ist und nicht zusammenbricht.
Nachdem wir jetzt alles Wichtige geklärt haben, kann es auch direkt mit dem Bau losgehen. Damit Ihr das Modell ohne Probleme nachbauen könnt, werde ich mein Vorgehen in Schritten strukturieren. Dabei werde ich zu jedem Schritt ein bis zwei Fotos zur Veranschaulichung hinzufügen.
Schritt 1: Kugeln anmalen
Zuerst gebe ich etwas schwarze und rote Farbe auf einen Plastikteller und trage die Farbe auf den Pinsel auf. Anschließend bemale ich die große Kugel mit der schwarzen Farbe und die vier mittelgroßen Kugeln mit der roten Farbe.
Schritt 2: Draht zurechtschneiden
Ich benutze etwas dickeren Draht, damit das Modell am Ende stabil ist. Diesen schneide ich nun mit einer Zange in vier gleich große Streifen. Meine Streifen besitzen jeweils ungefähr eine Länge von 10 cm. Achtet beim Nachbauen darauf, dass die Streifen gerade sind, damit es Euch später einfacher fällt, die Kugeln mit dem Draht zu durchstoßen.
Schritt 3: Kugeln zu einem Modell zusammenfügen
Zuerst durchstoße ich jeweils eine der Kugeln mit einem Drahtstreifen, so dass am Ende auf jeder Seite ein gleichgroßes Stück Draht aus der Kugel herausragt. Das eine Ende der Kugel versehe ich mit einer roten Kugel, während das andere Ende unbehandelt bleibt. Dies führe ich nun analog mit jeder weiteren roten Kugel fort.
Anschließend stecke ich die vier Untereinheiten auf die schwarze Kugel und beachte dabei, dass diese immer jeweils einen Abstand von ungefähr 110° besitzen, damit das Modell am Ende möglichst genau wie ein Methanmolekül aussieht.
Ergebnis
Ich muss zugeben, dass ich mit meinem Ergebnis ziemlich zufrieden bin. Der Bindungswinkel von 109,5° zwischen dem Wasserstoff- und Kohlenstoff-Atom wurde allerdings nicht sooooo gut getroffen, das kann man besser machen 🙂 Sonst ist das Modell ziemlich stabil und lässt sich gut transportieren, da es sich problemlos auseinanderbauen und wieder zusammenbauen lässt. Zum Abschluss dieses Blogeintrags will ich Euch viel Erfolg beim Nachbauen wünschen und hoffe, dass dieser Blog euch dabei eine Hilfe sein wird.
