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Lehr- und Spielgerät, insbesondere für den Chemieunterricht Die Erfindung
bezieht sich auf Darstellungsmitte für chemische Verbindungen in Form von Lehr-
und Spielgeräten.
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Es sind z. B. Lehr- und Spielgeräte dieser Art mit Kugeln als Atomdarstellungselemente
bekannt, die mit fixen Stiften oder mit Löchern ausgestattet sind, welche durch
in ihrer Mitte mit Schraubenfedereinsatz versehene Röhrchen b.zw. durch Stäbchen
verbunden werden. Es gibt auch Lehr- und Spielgeräte dieser Art mit flachen Scheibchen
oder verschieden geformten Plättchen als Atomdarstellungsmittel mit Löchern oder
Einschnitten nach Maßgabe der Wertigkeit der chemischen Elemente, die ohne Verbindungsglieder
zusammengefügt, zusammengehängt bzw. ineinandergeschoben werden, oder solche, die
mit losen Verbindungsgliedern in Form von dünnen, ein- oder zweiseitigen Häkchen
meist locker in die dafür vorgesehenen Löcher der auf einer Unterlage aufliegenden
Scheiben oder Plättchen eingesetzt bzw. eingesteckt werden oder deren Verbindungsstücke
in Form von einfachen, fallweise einzuhängenden Kettengliedern die Scheibchen oder
verschieden geformten Plättchen miteinander verbinden.
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Diese Plättchen sind auch in farbiger Ausführung, mit der dem Zweck
entsprechenden Bezeichnung, z. B. der der chemischen Elemente, die sie darstellen,
und in verschiedener. der Wertigkeit entsprechender Form bekannt.
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Nachteile der bisher bekannten Lehr- und Spielgeräte sind bei den
kugelförmigen Atomdarstellungsinitteln, daß sie entweder keine Elementenbezeichnung
tragen oder bei komplizierten chemischen Verbindungen sehr voluminöse Sätze ergeben,
daß Scheibchen oder Plättchen, ohne Verbindungsstücke zusammengesetzt, meist unübersichtliche
und nur schwer zu handhabende Kombinationen ermöglichen, daß eventuelle Schraubverbindungen
fast unmögliche Manipulationen bedingen, d. h. also schwer zu handhaben sind, daß
Verbindungsstücke in Form dünner Häkchen an sich schwer faßbar sind, Molekülzusammen-::tellungen
mit diesen bei geringster Unachtsamkeit äußerst leicht zerstört werden können und
überhaupt nur möglich sind auf waagerechten oder wenig geneigten Unterlagen oder
daß nur fallweise und meist umständlich einzuhängende Kettenglieder dem Zweck eines
chemischen Lehr- und Spielgerätes nicht zut r, äglich sind, da dadurch der Zwang
zu entsprechender Zusammenfügung, bedingt durch die naturgegebene Wertigkeit der
einzelnen chemischen Elemente, wegfällt.
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Die Erfindung hilft diesen Übelständen ab und verleiht dem Lehr- und
Spielgerät eine erweiterte Anwendungsmöglichkeit, indem erfindungsgemäß die Anschlußglieder
bleibend, vorzugsweise beweglich, finit den Atomdarstellungselementen verbunden
sind. Weitere Merkmale und Einzelheiten sind in der Beschreibung erläutert.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in verschiedenen Ausführungsformen
und Verwendungshelspielen schematisch veranschaulicht.
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Fig. 1 bis 8 zeigen Bestandteile des Lehr- und Spielgerätes mit beispielsweise
einer bis sechs Wertigkeiten, Fig. 9 bis 14 Anwendungsbeispiele der Darstellung
verschiedener chemischer Verbindungen, Fig. 15 den Benzolring nach KekuH, zusammengesetzt
aus den Bestandteilen des vorliegenden Lehrmittels, Fig. 16 und 17 Querschnitt und
Draufsicht (schematisch) einer kugelförmigen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
und Fig. 18 eine weitere Ausführungsform der flachen Darstellungsmittel.
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Die Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 15 besitzt für jedes chemische
Element einen Ring 1 und für jede Wertigkeit des Elementes ein an diesem Ring beweglich
angeordnetes Anschlußglied 2. Dieses kann ein einfacher Stift mit einer die Ringschiene
umgebenden öse-, ein zweischenkeliger Splint (Fi,g.2), ein Haken, Karabiner usf.
sein. Die Splin.tform hat den Vorzug, daß die auseinanderfedernden Schenkel in dem
Verbindungsröhrchen oder Verbindungsschläuchlein (Fig. 8) besser sitzen. Sie könnten
überdies noch mit kleinen Vorsprüngen in Vertiefungen im Innern des Röhrchens einrasten.
Wesentlich ist ihre Beweglichkeit am Ring oder am sonstigen Elementdarstellungsmittel1.
Diese Beweglichkeit erlaubt
eine in den Fig. 9 bis 15 zum Ausdruck
gelangende große Freiheit der Zusammenfügung und lehrhaften Anordnung der Bestandteile
einer Verbindung, auch wenn diese kompliziert ist. Insbesondere kann man auf diese
Art erstmalig auch Vorgänge 4n chemischen Verbindungen veranschaulichen, wie man
ja überhaupt vermöge dieser Mittel und der Beweglichkeit der Anschlußglieder ein
und dieselbe Verbindung auf verschiedene Art darzustellen vermag.
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Statt auf einer Ringschiene aufgefädelt zu sein, können die Wertigkeitsanschlußglieder
2 in einer Nut am Umfang des Ringes oder eines Scheibchens. Plättchens od. dgl.
gleiten, zu welchem Zweck sie mit einem verdickten Ende versehen sind.
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Das Darstellungsmittel l muß nicht kreisförmig, es kann beispielsweise
ein Parallelogramm sein oder dreieckig, polygonal oder durch Kurven begrenzt gestaltet
sein, um solchermaßen wie auch durch verschiedene Größe, Farbe usw. (Oberflächengestaltung)
Spezialformen und systematische Gesichtspunkte zur Geltung zu bringen. Auch durch
die Farbe der Verbindungsstücke (Röhrchen, Schläuche) kann unterscheidend und belehrend
gewirkt werden. Die Darstellungsmittel können aber auch direkt Bezeichnungen, z.
B. in der Mitte die Atomsymbole (wie auch in der Zeichnung angedeutet), auf der
anderen Seite das Atomgewicht usw. tragen. Eine Variante der Garnitur ohne solche
Bezeichnungen, nur durch Farbunterscheidung, kann an die Lernenden höhere Anforderungen
stellen. Rein farbenmäßig unterschiedene Plättchen usw. mit farbigen Verbindungsstücken
können auch zu anderen Spielzwecken dienen.
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Das Lehr- und Spielgerät kann nach besonderen, hier belanglosen Spielregeln
gespielt werden, womit auch wieder in Frage und Antwort oder bei fortgesetzter Weitergabe
im Kreise oder wenigstens bei zwei Spielern Wissen und Erkenntnis erworben werden
kann.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 18 sind zwei bis sieben Scheibchen,
Plättchen od. dgl. mit je einem Anschlußglied 2 mittels eines durch eine zentrale
Öffnung 5 zu steckenden lockeren Nietes od. dgl. entweder dauernd verbunden oder
jeweils nach Bedarf zusanimenstellbar. Die Beweglichkeit der Anschlußglieder ist
hier in anderer Form, aber mit den gleichen Vorteilen und Möglichkeiten gegeben
wie hei Fig. 1. Die Anschlußglieder werden in diesem Falle vorteilhaft mit dem Scheibchen
1 usw. aus einem Stück durch Ausstanzen hergestellt, was die Arbeit vereinfacht
und das Ganze ungemein verbilligt. Solchermaßen lassen sich noch viele Ausführungsformen
ausbilden.
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Dort, wo zwei Wertigkeiten oder Atome gebunden sind. werden. wie die
Fig. 13 bis 15 erkennen lassen, zwei Ansehlußglieder durch Parallelschaltung zweier
Verbindungsstücke mit zwei Anschlußgliedern des anderen Elementes verbunden.
Dazu eignen sich ein besten Schläuche. die man einfach von einem dünnen Schlauch.
z. B. einem solchen aus farbigem Gummi, wie er in der Radiotechnik Verwendung findet,
in der erforderlichen Länge abschneidet.
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In der anorganischen, noch mehr aber in der organischen Chemie wird
es sich als zweckmäßig erweisen. typische Gruppen vorrätig zu haben, die dann entweder
beisammen gelassen werden oder die von vornherein schon in dauernd vereinigtem Zustand
vorhanden sein können, z. B. die Benzolringgruppe nach Fig. 15.
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Fig. 13 zeigt H N 03, Fig. 14 H3 PO 4, Fig. 9 Na Cl. Fig. 10
N Ha, Fig. 11 C H4, Fig. 12 H., O. Für Edelgase können Ringe oder Plättchen ohne
Anschlußglied verwendet werden.
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In den Fig. 16, 17 ist gezeigt, daß auch bei Verwendung der an sich
bekannten Kugelform für die Darstellung des chemischen Elementes für Beweglichkeit
des Anschlußgliedes 2 gesorgt wird, indem dieses mittels verdickten Kopfes (Fig.
16) in Nuten 4 der Kugeloberfläche (Fig. 17) beliebig über den ganzen Kugelumfang
verstellbar ist. Das ist für die Darstellung und Vergegenwärtigung stereochemisch°i-Formeln
außerordentlich förderlich. Die Nuten können beispielsweise Schwalbenschwanzquerschnitt
haben. Bei der Ausführungsform nach Fig. 17 können die Kanäle dadurch gebildet werden,
daß Nägel mit dreieckigen Köpfen in eine Kugel aus Holz oder plastischem Material
eingesetzt werden, wobei die Dreieckköpfe so angeordnet sind, daß zwischen diesen
Dreiecken analog Fig. 17 die Kanäle entstehen, deren unterer, weiterer Teil den
verdickten Köpfen der Anschlußglieder als Nut dient, während der Schaft des Anschlußgliedes
2 sich zwischen den Rändern der Dreieckköpfe bewegt.
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Additionen und Substitutionen lassen sich mit diesem Lehr- und Spielgerät
anschaulich durchführen. Mit Hilfe. von Klebeanstrichen können aus Papier od. dgl.
gefertigte Bestandteile gemäß der Erfindung in größerer Ausführung an der Tafel
vorgeführt und zu Demonstrationen und Prüfungen verwendet werden.
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Das Lehr- und Spielgerät gemäß der Erfindung kann aus beliebigem Material
bestehen.