Wie unterrichtet man die Quantenchemie? Auf rund 90 Seiten ist man mitten im Unterrichtsgeschehen. Ausserdem enthält das Buch die Ergebnisse einer Feldstudie, die die drei Unterrichtsformen «Lehrerorientierter Unterricht», «Leitprogramme» und «Lehrstück-Unterricht» mit dem gemeinsamen Thema «Quantenchemie und Chemie farbiger Stoffe» vergleicht.
S. 35 – 128 und S. 163 – 174.

Das Kapitel Farbstoffe (S. 277-365) enthält vertiefte wissenschaftliche Grundlagen zu folgenden Themen: «Warum sind Stoffe farbig?»; «Die Struktur der Moleküle organischer farbiger Stoffe»; «Das Elektronengas-Modell»; «Die Abhängigkeit der Substanzfarbe am Beispiel ausgewählter farbiger Stoffe»; «Solvatochromie; wie man Mesomerie-Effekte sichtbar macht» und «Das Färben von Naturfasern mit Naturfarbstoffen». Didaktische Hinweise zur «Behandlung der Farbigkeit von Stoffen im Chemieunterricht» runden den theoretischen Teil ab, der der Lehrperson durch vermehrtes Hintergrundwissen einen grösseren Überblick hinsichtlich der Farbigkeit von Stoffen ermöglicht.

Ein praktischer Teil enthält neben den im Lehrstück behandelten Phenylpolyenalen zahlreiche weitere Experimente bis hin zur Organisation einer Studienwoche, in der bis zu 20 kg Wolle gefärbt werden: «Carotinoide im Alltag»; «Abhängigkeit der maximalen Absorption eines farbigen Stoffs von der Anzahl konjugierter Doppelbindungen in den Molekülen»; «Abhängigkeit der maximalen Absorption eines farbigen Stoffs von der Art des Lösemittels»; «Das Färben von Wolle mit Naturfarbstoffen im Rahmen einer Studienwoche» mit ausführlichen Färbevorschriften.

Die hier anschliessend vorgestellte und kommentierte Literatur zur Quantentheorie und Chemie farbiger Stoffe ist auch heute noch aktuell, obwohl die Erscheinungsdaten schon etliche Jahre zurückliegen.

Juraj Lipscher, Chemielehrer an der Kantonsschule Baden, stellt einen Wahlfachkurs „Chemie und Farbe" vor, der 1999/2000 durchgeführt wurde. Im Rahmen dieses Kurses wurden u.a. 15 Pigmente im Schullabor synthetisiert. Daneben gibt es eine Auswahl von Gemälden und deren Pigmentanalysen, Hinweise, wo sich weitere Informationen über Pigmente finden lassen sowie eine Kontaktadresse, um z.B. die Synthesevorschriften für Pigmente zu erhalten.

Diese DVD enthält kurze Filmsequenzen, die sich sehr gut zur Repetition von Lerneinheiten einsetzen lassen: 1. Atommodelle (historische Entwicklung); 2. Der Welle-Teilchen-Dualismus (Das Elektron als Teilchen; Das Elektron als Welle); 3. Elektronen als stehende Wellen; 4. Quantenmechanik und Orbitalmodelle. Dazu kommen noch einige Standbilder (Teilchen oder Welle?; Formen verschiedener Orbitale; Orbitale des Natriums).

Ausserdem findet man diverses Arbeitsmaterial, das der Unterrichtsvorbereitung dient bzw. die Schülerinnen und Schüler zu selbständigem Arbeiten anleitet.

Wie ist unsere Welt aufgebaut? Aus welchen kleinsten Elementen besteht sie? Und vor allem: von welchen Gesetzen wird sie bestimmt? Die Quantentheorie erklärt und beschreibt das Verhalten der kleinsten Teilchen und liefert damit die Grundlagen für das Verständnis zahlreicher Phänomene im atomaren und subatomaren Bereich. Unser Verständnis von der Struktur und den Wechselwirkungen der Materie hat sich durch die Entwicklung der Quantentheorie grundlegend verändert.
Die aufwändige Neuproduktion veranschaulicht und erklärt komplexe Zusammenhänge mit atemberaubenden Bildern und Animationen. Umfangreiche Arbeitsmaterialien im ROM-Teil ergänzen und vertiefen dieses faszinierende Thema. (Quelle: Verlag)

Man findet unter dem Stichwort „Quantenphysik" einige recht gute Videos, wie z.B. Quantenphysik 1-3, die den Doppelspaltversuch eindrücklich darstellen und kommentieren. Das Stichwort Tacomabrücke liefert verschiedene Varianten des Einsturzes dieser Brücke aufgrund von Torsionsschwingung, verursacht durch starke Windtätigkeit.

Zahlreiche Hinweise und Erklärungen zum Begriff „Atommodelle“ mit sehr vielen Schlagwörtern wie Dalton, J.J. Thomson, Bohr, Rutherford, Photoelektronen, Orbitalmodelle… Eine Fundgrube!

Simulation einer fortschreitenden harmonischen Welle, wobei die Wellenlänge und die Schwingungsdauer T verändert werden können.

Thomas Seilnacht bietet dem Besucher seiner Homepage eine Menge an Informationen zum Thema Farbe: Phänomen Farbe; Das Farbenlexikon; Das Farbenprojekt; Farbenbetriebe und Farbe in der Kunst. Diesen „Kapiteln" sind dann weitere Schlagwörter zugeordnet: Unterteilung „Das Phänomen Farbe": Licht und Farbe; Auge und Gehirn; Farbsysteme; Farbkontraste; Farbsymbolik; Farbe in der Kunst; Pigmente; Farbstoffe.

„Anyone who is not shocked by quantum theory has not understood it“. Dieses Zitat von Niels Bohr stellt den Leitfaden für das Buch von Al-Khalil dar. In zehn Kapiteln erfährt die Leserin, der Leser Erstaunliches aus der Welt der Quanten. Das Doppelspalt-Experiment («Nature’s Conjuring Trick») leitet den Text ein. Zuerst wird das Phänomen mit Licht, dann mit «Buckyballs» (C60 und C70) vorgestellt und erläutert. Über «Origins», den Ursprüngen der Quantentheorie, geht es zu «Probability and Chance»,«Spooky Connections»,«The Watchers and the Watched»,«The Great Debate», bis hin zu «Putting the Quantum to Work» und «Into the New Millenium». Die beiden letzten Kapitel zeigen Anwendungen der Quantentheorie, wie z.B. «Energy from nuclei»,«Quantum mechanics in medicine»,«Quantum mechanics and genetic mutations»,«Microscopes to see Atoms»,«Atomic engeneering and nanotechnology»,«Quantum Mechanics and Biology» bis hin zum «Quantum Computing» Das wunderschön gestaltete Buch mit vielen farbigen Abbildungen und grafischen Darstellungen, ohne eine einzige mathematische Formel, liest sich sehr gut, auch wenn es immer wieder tiefgründiges Nachdenken über die vorgestellten Phänomene und die daraus gezogenen Folgerungen verlangt. Dies macht aber gerade den Reiz dieser Publikation aus. Sehr empfehlenswert!

Die zwanzigjährige Physikstudentin Camejo führt die Leserin und den Leser auf klar verständliche Weise «durch die Welt der Atome, Orbitale und Elementarteilchen». Ausgehend von «Licht und Materie» geht es über «die Herkunft des Planck’schen Wirkungsquantums», den «Fotoelektrischen Effekt», «Doppelspaltexperiment» und «Compton Effekt» zur «Heisenberg’schen Unschärferelation». Weitere Kapitel befassen sich u. a. mit der «Schrödinger-Gleichung», der «Interpretation des quantenchemischen Formalismus» und «modernen Anwendungen der Quantenphysik». Das Buch ist überaus flüssig geschrieben, wobei auf mathematische Formeln nicht immer verzichtet wird. Es ist eine Freude, auf knapp 300 Seiten bereits vorhandenes Wissen zur Quantentheorie bestätigt zu finden oder offene Fragen der Klärung zuzuführen. Das Buch ist wärmstens zu empfehlen.

Das vom bekannten Lehrbuchautor Peter W. Atkins geschriebene Buch über Quanten (hier in deutscher Übersetzung) enthält «harte» Fakten zur Quantenchemie und ist für Interessenten geeignet, die sich vertieft mit der Materie auseinandersetzen wollen. In alphabetischer Reihenfolge sind die wichtigsten Begriffe und Konzepte aufgeführt und wissenschaftlich vertieft (mit den entsprechenden mathematischen Formalismen) erläutert: z.B. «Charge-Transfer-Übergang», «Compton-Effekt», «De-Broglie-Beziehung», «Elektronenspektren von Molekülen», «Atom- und Molekülorbital», «Quant», «Schwarzer Strahler», «Supraleiter», «Tunneleffekt», «Unschärferelation» etc.

Möchte man z.B. wissen, wie Schrödinger seine Wellenfunktion «gefunden» hat, welche heftigen Diskussionen bezüglich der Interpretation dieser Gleichung stattfanden, oder wie sich Einstein mit der Akzeptanz der Quantenmechanik schwer tat, sollte man zum packend geschriebenen Buch von Kumar greifen. Hier werden die Forscher als fragende, zweifelnde, streitende und kämpfende Menschen in ihrem alltäglichen Berufsleben sowie in ihrem Umgang miteinander dargestellt.

«Nur keine Tyrannei des gesunden Menschenverstandes!» Für Polkinghorne könnte dies der Leitspruch eines Quantenphysikers sein. Spannend erzählt der Autor in dem schmalen Reclam-Bändchen, ausgehend von den «Rissen im Gebäude der klassischen Physik» über «den Anbruch eines neuen Tages» und «zunehmender Verwirrung», wie das Gebäude der Quantentheorie entstand. Diese Theorie, der der gesunde Menschenverstand oft hilflos gegenübersteht, hat aber zu tiefgreifenden Erkenntnissen in den Naturwissenschaften geführt. Der Text ist frei von mathematischen Formeln, von denen die wichtigsten jedoch in einem Anhang greifbar sind. Ein lesenswertes Buch.

Der «Doerner» ist das Standardwerk zur Maltechnik. Das Buch umfasst den Zeitraum von der Antike bis zu den modernen synthetischen Farbstoffen. Nicht nur für den Unterricht ist dieses Werk eine Fundgrube, sondern auch als Vorbereitung für den Besuch von Gemäldegalerien bestens geeignet.

Auf welche Arten kommt Farbe zustande? Im Werk von Nassau, und das ist einzigartig in der umfangreichen Literatur, sind alle bekannten Ursachen zusammengetragen, die zur Farbigkeit von Stoffen führen. Das Buch, das einige physikalische und chemische Kenntnisse voraussetzt (u. a. Grundlagen der Quantentheorie und der Kohlenstoffverbindungen), wendet sich an Naturwissenschaftler und Lehrerinnen und Lehrer, die sich vertieft mit Farben auseinandersetzen wollen. Sehr empfehlenswert, da auf 450 Seiten die fachlichen Grundlagen knapp, aber vertieft in sieben Teilen abgehandelt werden: «Light and Color»,«Color involving Vibrations and simple Excitations», «Color involving Ligand Field Effects», «Color involving Molecular Orbitals», «Color involving Band Theory», «Color involving geometrical and physical Optics», «Color-Related Topics».

In sechs Anhängen werden die wissenschaftlichen Grundlagen zu verschiedenen Themen, wie z. B. «Crystal Fields», «Ligand Fields» und «Molecular Orbitals» vertieft behandelt.

Ein umfassendes Werk, das auf 367 Seiten vertiefte Auskunft über «Das Wesen der Farbe», «Farben in Natur und Chemie», «Farbwahrnehmung» und «Farbe in Physik und Technik» gibt. Ein prächtig gestaltetes Buch in Grossformat, wie man es vom Spektrum Verlag gewöhnt ist, das man immer wieder zur Hand nimmt, um zu den verschiedensten Themen rund um die Farben Auskunft zu erhalten. Ein Standardwerk.

Der 2005 verstorbene ETH-Professor geht in den sieben Kapiteln seines Buchs jeweils von Experimenten und Phänomenen aus, die anschliessend auf gut verständliche Art interpretiert werden. Ohne allzu viel chemischen Formalismus sind die Erklärungen auch dem interessierten Laien gut verständlich. Der Inhalt umfasst, neben der Einleitung und wie schon im Titel ausgedrückt, ein breites Spektrum: «Physik von Licht und Farbe», «Chemie der Farben» «Kolorimetrie», «Wie sehen wir Farben», «Wie benennen wir Farben», «Farbe in Kunst und anderen Kulturbereichen». Ein lesenswertes Werk zu vielen Aspekten des Phänomens Farbe.