Kugelwolken-Baukasten

So funktioniert es

Ein Molekül bauen

Unten ein Element antippen. Das Atom erscheint auf der Fläche.
Ein Atom so verschieben, dass sich zwei blaue Wolken berühren. Sie leuchten dann orange.
Loslassen. Die Bindung rastet ein und das Molekül ordnet sich so an, dass die Wolken größtmöglichen Abstand haben.
Für eine Doppel- oder Dreifachbindung die Bindung antippen und „+“ wählen.

Bedienung

Aktion	Touch	Maus
Atom oder Molekül verschieben	Modus „Bewegen“, Atom ziehen	Atom mit linker Taste ziehen
Höhe ändern	Modus „Höhe“, Atom ziehen	Atom mit rechter Taste ziehen
Molekül drehen	Modus „Drehen“, Atom ziehen	Umschalt halten und ziehen
Ansicht drehen	Auf freier Fläche ziehen	Auf freier Fläche ziehen, oder Tasten W A S D
Zoomen	Mit zwei Fingern auseinanderziehen	Mausrad, oder Tasten + und −
Bindung ändern oder lösen	Bindung antippen	Bindung anklicken

Farben

Blau: einfach besetzte Wolke. Sie ist eine freie Bindungsstelle.
Rot: doppelt besetzte Wolke, also ein freies Elektronenpaar. Rot ist auch die gemeinsame Wolke einer Bindung.
Gelb: innere Energiestufen, vereinfacht dargestellt.

Die Regeln des Modells

Elektronen halten sich in kugelförmigen Wolken um den Kern auf.
Eine Wolke fasst höchstens zwei Elektronen.
Die äußerste Stufe hat höchstens vier Wolken, die möglichst weit auseinander liegen.
Die Wolken einer Stufe werden zuerst einfach, dann doppelt besetzt.
Bindungen entstehen, wenn sich einfach besetzte Wolken überlappen.

Ionenbindung

Bringst du ein Metall (Li, Be, Na, Mg, Al) an ein Nichtmetall, gibt das Metall Elektronen ab. Die Wolke des Metalls verschwindet, die Wolke des Nichtmetalls wird doppelt besetzt. Sind alle Wolken des Metalls abgegeben, bleibt die Edelgasschale übrig. Ladungen stehen am Atom, die Ionenbindung ist als dünne graue Linie gezeichnet.

Polarität

Mit „Polarität“ (Taste P) erscheinen δ+ und δ− an den Atomen, die Bindungswolke rückt zum stärker anziehenden Atom. Ein violetter Pfeil zeigt zum negativen Ende. Heben sich die Dipole auf (CO₂, CH₄), ist das Molekül unpolar.

Lewis-Formel und Bild

Unter „Anzeige“ (Taste F) zeigt die Infokarte zum gewählten Molekül die Lewis-Formel mit Bindungsstrichen und Elektronenpaaren, bei Ionenverbindungen mit Klammern und Ladung. Unter „Ansicht“ speichert „Bild speichern (PNG)“ die Teilchen auf weißem Grund, für Arbeitsblätter und Folien.

Erweiterte Funktionen

Unter „Anzeige“ schaltet „Erweitert“ drei zusätzliche Werkzeuge frei. Sie sind für den Einstieg nicht nötig.

Protonen: „H⁺ Proton“ neben dem Periodensystem legt ein Wasserstoffatom ohne Elektron ab. Es bindet an ein freies Elektronenpaar (rote Wolke), so entstehen H₃O⁺ oder NH₄⁺. Bei einer gewählten Bindung zu einem H-Atom gibt „H⁺ abspalten“ ein Proton ab, das Elektronenpaar bleibt beim Partner (HCl wird zu Cl⁻, H₂O zu OH⁻).
Wasserstoffbrücken: Mit „H-Brücken“ unter „Anzeige“ erscheinen Punktlinien, wenn ein H-Atom an N, O oder F auf ein freies Elektronenpaar eines N-, O- oder F-Atoms in einem anderen Molekül zeigt.
Konformation: Bei einer gewählten Einfachbindung drehen „↺“ und „↻“ eine Molekülhälfte um die Bindung, etwa beim Ethan von gestaffelt nach ekliptisch. Die Bindungsleiste zeigt dazu die Newman-Projektion, „Blick entlang“ dreht das Molekül in dieselbe Blickrichtung. Die Bindung bleibt gewählt, während du das Molekül verschiebst oder drehst. Um Doppelbindungen lässt sich nicht drehen.

Wenn eine Bindung nicht entsteht

Berühren sich zwei Atome ohne Bindung, nennt die App den Grund, etwa Edelgas, keine freie Bindungsstelle oder Metall–Metall.

Über diese App

Diese Webapp dient dazu, das (didaktische) Kugelwolkenmodell im Browser nutzen zu können. Alles läuft im Browser, es werden keine Daten übertragen.

Kugelwolken-Baukasten

Kurz erklärt

Elemente Tippen, um ein Atom hinzuzufügen

Beispiele

Aufgaben

Aufgabe erstellen

Aufgabe weitergeben

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