Zentralkurs 2022: Odyssey, Do, 10.45, Raum B1

Ausschreibung: QM mit Odyssey: von statischen Modellen hin zu dynamischen Simulationen. Erfahrungen und Beispiele aus dem Unterricht
Seit einigen Jahren verwende ich das QM Programm Odyssey. So lassen sich verschiedenste Moleküle (fest, flüssig oder gasförmig) einfach modellieren und simulieren, z.B. Druck eines Gases als Funktion der Temperatur darstellen. Oder Wasserstoffbrückenbindungen in der Gasphase anzeigen. Oder bei einer Flüssigkeit die ZMK an- resp. abstellen und live zugucken, wie sich die Substanz verhält. Meine Erfahrung mit Odyssey sowie die Einbindung in den Unterricht (Laptopklasse als auch normaler Unterricht) würde ich gerne anderen Teilnehmern weitergeben. Mögliche Szenarien finden sich unter https://www.rainer.ch/_chemie/chem_ody.html

Teil I Start: Ody 7, Labs, complete list, no c 2 , examining water and its many occurrences

• Zuerst zeigen was man sieht: different representations
• Diverse Styles Ball and Wire etc, ebenso polarity map, dipole arrow, charge labels, lone pairs
• Unterricht: Aggregatszustände Physical States: solid, liquid sowie gas zeigen (Animationen)
• Unterricht: Wasserstoff-Brücken einzeichnen und animieren lassen, bessere Übersicht: clipping center machen (Sphäre anklicken und mit mouse-Rad Grössen verändern)
• Spuren lesen Beim Eis (Solid ice (H₂O)₂₈₈ nehmen) alle Moleküle auswählen, hide sowie trail anzeigen (unter Styles)), Animation machen. Dito mit Flüssigkeit sowie Gas (jeweils aber nur fü ein Wassermolekül): bei Feststoffen bleibt die Position der Moleküle identisch, Flüssigkeiten sowie Gase nicht, innerhalb einigen wenigen 10^-12 Sekunden Position geändert
• Unterricht: Wasserschicht [hier]
• Selber Wasserbox (liquid) mit H-Brücken machen , inklusive der Ionen Sr²⁺ sowie Cl^-.
  Unterricht: Am Schluss nachrechnen ob Dichte von 0.5 g/cm³ in Ordnung ist, zuvor aber noch die Ionen aus der Box entfernen (=0 setzen.
  Berechnung: d = m/V = 90*18u/V etc.
  Oder: Wieviele Wasser-Moleküle hat es pro Kubiknanometer? Stimmen ungefähr die Vorgaben seitens Odyssey? Pro Liter (10^-3 m³) 55.5 mol (=3.34E25 H₂O), pro Kubiknamometer 10²⁴ mal weniger, also ca. 34 Teilchen).
• Unterricht: Zufällige AS-Sequenz erstellen, optimieren lassen, H-Brücken einzeichnen
• Unterricht: ZMK, Mischungen / Lösungen
  - NaCl ('with dissolved table salt, 1 M', nachrechnen ob die Anzahl der Teilchen aufgeht? JA :-, clipping center),
  - Alkohol in Wasser (H-Bonds einblenden, plot machen mit der Anzahl der H-Bonds, bleibt ungefähr konstant),
  - Wasser/Pentan Simulationen ( Ody-Lab I18 O)
  [Wasser-Pentan, mp4]

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Teil II: Unterricht: chemisches Gleichgewicht, Thermodynamik:

• Ody 7, Labs, complete list, Kinetics, M2 Reactive Collisions: Wann reagieren zwei Moleküle miteinander: O₂ + F₂ → NO₂F + F (u.a. korrekte räumliche Orientierung der Edukte wichtig. Moleküle korrekt anordnen, auswählen, ctrl, drehen).
  Alternative ... das Gleiche, aber als Video ... (!): [hier] ,
• Ody 7, Labs, complete list, Kinetics, M1 Observing a reaction, oder als Video: [mp4]

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Teil III: Unterricht: Anziehung / Abstossung / Coulomb

• Ody 7, complete list, chemical bonding, F2
• Wieso halten die 'Atome' vom Kochsalz, NaCl, aneinander ?: Ionen, Kation - Anion
• Ladung: Ladungen der einzelnen Kugeln verändern, z.B. +1/0 oder +1/+1 oder +1/-1 und dann eine Simulation laufen lassen. ('Build/Chharge') Für alle drei Modelle machen ('A, B und C'). Unterschiedliche Startsituationen ergeben unterschiedliche Endstrukturen
• Nice: die Radien der Atome - Ionen ändern sich mit der Ladung
• !!! An dieser Stelle auf die Fragen eingehen, unten ... !!

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Teil IV: Unterricht: Gase, Temperatur

• Ody 7, complete list, Speed Distribution, G25
• Geschwindigkeiten verschiedener Gase, Abhängigkeit herauslesen lassen (direkt prop. zur Temp, umgekehrt zu M)
• Nice: Temperaturregeler
• Nice: speed distribution
• Fragen angucken !!

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