Photonen und Moleküle

Abstract

Traditionell wird die Farbigkeit von Gegenständen durch Lichtabsorption gelehrt. Allerdings gehört heute auch die Farbigkeit durch Lichtemission zu den Alltagserfahrungen eines jeden. Der Schlüssel für das Verständnis beider Phänomene liegt in der Wechselwirkung kleinster Teilchen aus Stoffen, beispielsweise Molekülen, mit den kleinsten Energiepäckchen aus dem Licht, den Photonen. Bei der experimentellen und konzeptionellen Erschließung dieser Wechselwirkung treffen sich Tradition und Innovation in der Chemiedidaktik.

Explorative Study for Participating and Use‐Inspired Research in Chemical Education

“…Fürd ie Hauptuntersuchungw urdena uf derB asis vonV orarbeiten ausd er Chemiedidaktik Wuppertal [ 13] Literatur…”

Spiropyrane – a Dream Compound for Teaching Purposes – Experimental Approaches to Basic Concepts of Chemistry Using the Molecular Switch Spiropyrane/Merocyanine

“…Darauf wird ansatzweise in den folgenden Teilen dieses Aufsatzes eingegangen. Ausführliche didaktische Ergänzungen und fachliche Grundlagen sind in den Publikationen [3, 6] und im Lehrbuch [18] zu finden.…”

“…1) unter Anwendung des Struktur‐Eigenschaft‐Konzepts erklären. Die ausführliche, bereits publizierte Erklärung [6, 18] wird hier verkürzt in folgendem Gedankengang zusammengefasst:…”

“…In der Fachliteratur lautet das allgemeine Prinzip dazu aggregationsinduzierte Emission [7]. Eine entsprechend didaktisch angepasste Erklärung für das Fluoreszenzverhalten von Merocyanin wurde im Sinne des Struktur‐Eigenschaft‐Konzepts in dieser Zeitschrift im Jahr 2017 für den Einsatz in der Oberstufe erörtert [6]. Weitere Experimente und Arbeitsblätter für die Sekundarstufen I und II zur Fluoreszenz von Merocyanin und anderen Fluorophoren sind im Begleitheft zur Interaktionsbox Photo‐Mol [3] finden.…”

“…8), ist es in Ethylenglykol thermodynamisch stabiler als Spiropyran, d. h. in der Nano‐Umgebung von Ethylenglykol‐Molekülen bilden die Merocyanin‐Zwitterionen ein energieärmeres System als die Spiropyran‐Moleküle. Das lässt sich mithilfe von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Ethylenglykol‐Molekülen und den Merocyanin‐Zwitterionen erklären [6, 12, 18]. Die unterschiedlichen Löslichkeiten, Farben und Stabilitäten von Merocyanin werden im nächsten Abschnitt aufgegriffen, erweitert und für die experimentelle Erschließung digitaler Schaltungen mit molekularer Logik genutzt.…”