Jonas Blümke

Salz – das weiße Gold

Ionengitter, Kochsalzkristall, Kristalle züchten
Selbstgezüchtete Salzkristalle, © Jonas Blümke

Jonas Blümke

Erarbeitung der Struktur des Ionengitters von Natriumchlorid im Styropormodell

In diesem Beitrag wird ein Unterrichtsvorschlag zur Erarbeitung der Struktur des Ionengitters von Kochsalz vorgestellt. Die Schülerinnen und Schüler sollen in der Lage sein, einen chemischen Sachverhalts durch Modelle zu veranschaulichen und ihn unter Verwendung der Fachsprache mit Hilfe von Modellen zu erläutern (s. Kasten).
Stufen des Kompetenzaufbaus
Stufen des Kompetenzaufbaus
Die Lernenden können
1. Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung und Erklärung chemischer Fragestellungen und Zusammenhänge nutzen.
1.1 Das Ionengitter im zweidimensionalen Raum darstellen.
1.2 Die Kristallstruktur im dreidimensionalen Raum darstellen.
Teilkompetenzen
Die Lernenden können
1. den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und Bindungsverhältnissen (Ionenbindung) erklären.
2.chemische Bindungen (Ionenbindung) mithilfe geeigneter Modelle erklären.
Im konkreten Beispiel sollen sie den Aufbau des Ionengitters von Natriumchlorid in einem Styropormodell entwickeln und die entstehende kubische Form von Kochsalzkristallen erklären. Die inhaltlichen Voraussetzungen sind die Kenntnisse über die Ionenbildung und -bindung. Der Fokus der nachfolgend skizzierten Einzelstunde liegt dabei auf der eigenständigen Erarbeitung des Ionengitters mit Hilfe von selbst erstellten Styropormodellen. Dabei erfahren die Lernenden, dass die Coulomb-Anziehung in alle Raumrichtungen wirken muss, damit eine Gitterbildung von der Struktur her möglich ist. Energetische Aspekte werden außerdem noch behandelt.
Didaktisch-methodische Anmerkungen zum Stundenverlauf
Die geplante Stunde ist problemorientiert angelegt (vgl. Tab.1 ). Für den Einstieg erhielten die Lernenden Lupen, durch die sie ihre, in der vorausgegangenen Stunde hergestellten, an einem Wollfaden hängenden, Salzkristalle genauer betrachten können (vgl. Abb.2 , Arbeitsblatt1 ). Ihre Beobachtungen auf Stoffebene, wie z.B. die Farbe und Form von Salzkristallen, wurden zunächst gesammelt (vgl. Abb.3 ). Das Ziel der Stunde war die Erarbeitung der Struktur von Ionen. Daher erfolgte eine Fokussierung auf die kubische Form der Salzkristalle. Zunächst wurde eine entsprechende Leitfrage entwickelt und auf einer Folie festgehalten. Voraussetzung für die geplante Erarbeitung ist, dass Ionen als geladene Teilchen bekannt sind.
Die Überleitung zur Erarbeitungsphase erfolgte durch den Verweis auf die Materialboxen. Die Stunde hatte einen explorativen Charakter, das heißt die Lernenden sollten die kubische Form von Salzkristallen, auf Grundlage ihrer Beobachtungen, unter der Beachtung der elektrostatischen Anziehungen eigenständig erarbeiten. Um diese Phase möglichst offen zu gestalten, wurde auf einen Informationstext oder Ähnliches verzichtet. In den Materialboxen befanden sich ein Arbeitsblatt (vgl. Arbeitsblatt1), Zahnstocher und unterschiedlich große Styroporkugeln. Zusätzlich befanden sich zwei Umschläge mit Sprinteraufgaben bzw. Hilfekarten in den Boxen (vgl. Material1 ). Darüber hinaus wurde ein Hinweis gegeben, dass die geometrische Figur des Salzristalls zu beachten wäre. So wurde umgangen, dass die Lernenden wahllos viele Styroporkugeln zusammensteckten. Für die leistungsschwächeren Schülerinnen und Schüler wurden Hilfekarten konzipiert, die ihnen sowohl Informationen geben als auch die Komplexität des anzufertigenden Modells verringern sollten.
Die erste Hilfekarte weist darauf hin, dass gleichnamige Ladungen sich anziehen. Hierdurch soll verhindert werden, dass die Lernenden im Ionengitter beispielsweise zwei Kationen nebeneinander anordnen.
Die zweite Hilfekarte reduziert die Komplexität, indem die Größe des anzufertigenden Modells auf einen Würfel beschränkt wird.
Sollten hierbei Schwierigkeiten auftreten, gibt die dritte Hilfekarte den Hinweis, zunächst ein zweidimensionales Modell eines Quadrats zu erstellen.
Da sich in der Stunde...

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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Chemie Nr. 169 / 2019

Bindungen und Wechselwirkungen

Friedrich+ Kennzeichnung Unterricht (45-90 Min) Schuljahr 9-10