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Arbeitsblätter mit GlassyChemistry
GlassyChemistry 2000 ist eine neue Chemie- Software,
mit der die wichtigsten grafischen Aufgaben in einem Zug am PC erstellt werden können. Außer dem einzigartigen
Baukasten für Experimentalskizzen ist jetzt ein Formeleditor für die wissenschaftliche Strukturformeldarstellung
mit der Ausgabemöglichkeit aller Formeln im internationalen MOL- File- Standard integriert. Wichtige Funktionen
für die Lehre, wie die Darstellung von nichtbindenden Elektronenpaaren oder Orbitalen und die Import bzw.
Exportmöglichkeiten von Grafiken, runden das Programm ab.
1. Was ein Chemie- Editor alles
können muss
Die Grundfunktion, die jeder Chemie- Editor können muss, ist das
Zeichnen von Strukturformeln. Natürlich können Sie auch ein Sechseck mit einem Grafikprogramm zeichnen
und sagen, dass dies ein Benzolring sei. Bei einem Formeleditor steckt jedoch hinter jeder Linie eine Information.
An beiden Enden sitzt ein Atom mit definierten Bindungseigenschaften. Auch wenn am Bildschirm zunächst nicht
sichtbar, so sitzt an beiden Enden z.B. ein C- Atom mit jeweils drei freien Valenzen. Zeichnet man also mit einem
wissenschaftlichen Formel- Editor eine Linie, so ist Ethan definiert. Einer Doppellinie entspricht Ethen und einer
Dreifachlinie Ethin. Der Vorteil der wissenschaftlichen gegenüber der grafischen Methode zeigt sich, dann,
wenn man ein solches mit GlassyChemistry 2000 erstelltes MOL- File einem anderen Programm übergibt. Es lässt
sich mit diesem nicht nur weiterbearbeiten, sondern eine Moleküldarstellungssoftware wie UltraMol macht hieraus
automatisch ein 3D- Molekül am Bildschirm. Bedenkt man, dass die Erstellung von solchen Algorithmen im Vergleich
zu einer Grafiksoftware nicht ganz einfach ist und der Verbreitungsgrad wesentlich geringer ist, so versteht man,
dass eine wissenschaftliche Software nicht billig sein kann.
Insbesondere für einem modernen, am praktischen Experiment orientierten
Chemieunterricht sollte ein Chemie- Editor Experimentalaufbauten darstellen können. Auch hier kann man sich
wieder mit einem Zeichenprogramm behelfen. Bei GlassyChemistry 2000 sind alle Laborgeräte, sei es ein Rundkolben
oder ein Liebigkühler, durch mathematische Funktionen und nicht durch Bildpunkte festgelegt. Auf diese Weise
wird es nicht nur möglich, dass z.B. die Schliffe der Glasgeräte automatisch exakt einrasten, die Zeichnungen
lassen sich auch beliebig skalieren ohne dass deshalb die Abbildungsqualität sich ändert. Wie bei den
Strukturformeln ist die Ausgabe der Experimentalzeichnungen als hochauflösendes Windows Metafile (WMF) zur
Übernahme in Microsoft Word 97/2000 möglich. Der Export der Arbeiten ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.
Da GlassyChemistry auch Fremdgrafiken, z. B. Molekülbilder importieren kann, und einen integrierten Text-
bzw. Reaktionsgleichungs- Editor hat, ist jetzt die komplette Gestaltung bis zum Druck eines Arbeitsblattes mit
nur einer Software möglich.
2. Experimente aufbauen
Gleichgültig welche Aufgabe man lösen möchte, alle Laborgrafiken,
Texte, Struktur und Substanzformeln, die sich beliebig positionieren lassen, werden innerhalb einer Arbeitsfläche
erstellt. Auch mehrere Blätter, zwischen den Strukturen hin und her kopiert werden können, lassen sich
gleichzeitig bearbeiten. Um eine Schliffapparatur aufzubauen, wird mit der linken Maustaste z.B. ein Rundkolben
aus dem Tools- Fenster, einem virtuellen Laborgeräteschrank, ausgewählt und auf die Arbeitsfläche
gezogen. Der Rundkolben bleibt am Mauszeiger kleben. Bevor der Rundkolben auf die Arbeitsfläche gesetzt wird
kann man diesen mit dem Rad der Maus vergrößern oder verkleinern. Setzt man anschließend eine
Liebigkühler auf diesen Kolben, so schnappen nicht nur die Schliffe passgenau ein, auch die Größe
dieses und aller folgenden Geräte wird automatisch dem Kolben angepasst. Alle Geräte lassen sich beliebig
am Bildschirm drehen, verschieben, vergrößern oder verkleinern. Die Linienstärke ist beliebig wählbar.
Bei den neuen, variablen Objekten lässt sich z.B. Füllhöhe und Füllfarbe von Gefäßen
einstellen oder die Höhe eines Labor-Boys beliebig anpassen. Insgesamt stehen dem Anwender etwa 500 Objekte
von der Reibschale mit Pistill bis zum Magnet- Rührer zur Verfügung. Die Geräte sind sortiert nach
Kriterien wie: Destillation, Schliff- Übergänge, Erlenmeyer- Kolben, Messobjekte, Glasrohre, Stopfen,
Brenner, Stative, Elektrotechnik, Verfahrenstechnik, Gefahrenzeichen usw., können aber vom Anwender auch nach
eigenen Gesichtspunkten neu zusammengestellt werden.
Abbildung 1: In der Arbeitsfläche von GlassyChemistry2000 werden sowohl Experimentalaufbauten,
als auch Strukturformeln editiert. Mit den Knöpfen der Linken Menüleiste werden die entsprechenden Werkzeuge
wie der Struktur- bzw. Substanzformeleditor oder die Texteingabe aufgerufen. Außerdem stehen alle vektororientierten
Grafikfunktionen wie Kreise, Pfeile, Polygon, Spline- und Bezier- Kurven usw. zur Verfügung.
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Abbildung 2:
Das Tools- Fenster enthält Reagenzgläser, Glasrohre, Stopfen Rundkolben, Erlenmeyerkolben, U- Rohre,
Messzylinder, Büretten, Tropftrichter, Schliffübergänge, Schliffobjekte, Destillationsgeräte,
Bechergläser, Elektrotechnische Symbole, Gefahrenzeichen, Schutzobjekte, Mini- Lab- Baukasten, Verfahrenstechnik,
Symbole, Stative, Thermometer, Bunsenbrenner, Magnet- Rührer, Waage, Grundelemente für Strukturformeln
und Orbitale.
Die Elemente werden mit der Maus auf die Arbeitsfläche gezogen, wo sie über eine spezielle Schnappfunktion
passgenau zusammengefügt werden. |
3. Struktur- Formeln editieren
Der Struktur-Formel-Editor öffnet sich mit einem Mausklick aus
der linken Menüleiste. Das Feld zum Zeichnen legt sich über die Arbeitsfläche damit dort eventuell
schon vorhandene Strukturen nicht beim Entwurf stören.
Mit linker Maustaste wird ein Startpunkt gesetzt und eine Bindung mit der Maus gezogen. Chemische Elemente oder
nichtbindende Elektronenpaare werden mit der Maus, ohne dass ein Anklicken erforderlich ist, mit eingegeben. Diese
werden in der Voreinstellung groß geschrieben, wobei deren Indices automatisch tiefgestellt werden. Eine
wichtige Zeichenhilfe ist das Bindungswinkel- Raster. Der Bindungsabstand ist analog zu 1,54 * 10-10 m für
die C-C- Bindung wegen der Ausgabemöglichkeit als MOL- File voreingestellt, er ist jedoch ebenso wie die Bindungswinkel
vom Anwender beliebig definierbar. Die Auswahl der Bindungstypen erfolgt mit der Maus. Strichstärke sind wie
Schrifttyp oder Farbe beliebig wählbar. Insbesondere bei einem Farbausdruck kann dies sehr hilfreich für
eine verständliche Formeldarstellung sein. Auch Grafikelemente für stereochemische Darstellungen sind
vorgesehen. Die Bedienung ist recht komfortabel, da der Editor für viele Funktionen, wie z.B. das Löschen
von Bindungen oder Elementen, ohne das bei Windows übliche Klicken auskommt. Verlässt man den Formeleditor,
so wird die erstellte Strukturformel automatisch in das Arbeitsblatt eingefügt. Die Strukturformel ließe
sich aber auch als WMF- File an Microsoft Word übergeben oder als MOL- File an andere wissenschaftliche Chemie-
Software wie UltraMol, ChemOffice, HyperChem oder eine Datenbank übergeben und dort weiterbearbeiten. Eine
weitere Möglichkeit ist die in GlassyChemistry vorgesehene, interne Speicherung von Strukturformeln als Template.
Templates sind Vorlagen von Grundstrukturen, die über wählbare Verbindungspunkte exakt aneinandergefügt
werden können. Auf diese Weise kann sich der Anwender eine individuelle Formelbibliothek aufbauen.
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Abbildung 3:
Ruft man den Formeleditor von GlassyChemistry 2000 auf, so wird dieser über die Arbeitsfläche gelegt.
Die Formeln werden grob mit der Maus gezeichnet oder aus Vorlagen übernommen. Für eine exakte Geometrie
sorgt das Programm. In der Bearbeiten- Box stehen neben allen Bindungstypen auch Orbitale bereit.
Nach dem Schließen des Editors wird die gezeichnete Strukturformel in das Arbeitsblatt automatisch eingefügt
oder im BMP-, JPG bzw. hochauflösenden WMF/EMF- Format an Textverarbeitungen wie Microsoft Word übergeben. |
4. Text- und Grafikfunktionen
Zu einem Arbeitsblatt der Chemie gehören auch Texte und Reaktionsgleichungen.
Hierfür hat die 2000er Version von GlassyChemistry einen eigenen Text und Reaktionsgleichungseditor. Auch
hier sind alle Schriftarten, Farben sowie Hoch-/Tiefschrift beliebig wählbar, wobei als Besonderheit die chemiespezifischen
Reaktionspfeile hervorzuheben sind. Wie es für ein vektororientiertes Programm gehört, sind außer
Kreisen und Linien Zeichenfunktionen für Vielecke, Pfeile, Polygon, Spline- und Bezier- Kurven integriert.
Mit der Pipeline- Funktion sind jetzt auch Rohre und Schläuche mit Bögen zu legen. Zusätzlich lassen
sich Grafiken im WMF/EMF, BMP oder im Internet JPG- Format einfügen. Auch die Grafiken lassen sich einzeln
oder als ganzes Blatt in denselben Formaten exportieren.
5. Zusammenfassung und Technische
Daten
 GlassyChemistry wurde von Grund auf neu für Windows 2000, XP, VISTA und 7 programmiert. Völlig neuartig
ist die Benutzeroberfläche, die weitgehend ohne das lästige Aufklappen von Windows- Fenstern auskommt.
Strukturformeln lassen sich im MOL- Format importieren und exportieren. Grafiken im BMP- bzw. WMF/EMF- Format oder
die JPG- Bilder einer Digitalkamera können importiert werden. Alle erstellten Arbeiten können in diesen
Formaten auch ausgeben werden. Beim Aufbau von Schliffapparaturen passt sich das nächste Bauteil der gewählten
Größe automatisch an. Ein Editor für die direkte Texteingabe in beliebigem Schriftstil, Größe
und Formatierung, Rotieren und Skalieren der Texte bzw. Formelschreibweise mit Überpositionierung ist integriert.
Spezielle Laborgeräte lassen sich bearbeiten und ebenso wie Strukturformeln als eigene Vorlage speichern.
GlassyChemistry läuft auf allen modernen PCs mit Windows 2000, XP, VISTA, 7. Als Zusatz sind die GlassyPraktika, eine Sammlung
von im Unterricht erprobten Experimentalblättern erhältlich.
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