IdeenSet Quantenchemie und Chemie farbiger Stoffe

«Quantensprünge» tauchen immer wieder in den Medien auf. Gemeint sind damit «Fortschritte, die eine Entwicklung innerhalb kürzester Zeit ein sehr grosses Stück voranbringen» (Duden). Was aber ist ein Quantensprung im naturwissenschaftlichen Sinn? Ein Quantensprung auf atomarer Ebene ist eine ganz bestimmte, winzig kleine Energiemenge (ein Quant), die z. B. den Übergang («Quantensprung») eines Elektrons in einem Atom von einem niedrigen zu einem höheren Energieniveau bewirkt. Eine Erscheinung, die den Wellencharakter von Elektronen aufzeigt und die Grundlage der Quantenmechanik darstellt. So winzig klein diese Quanten auch sind, so haben sie doch eine enorme Bedeutung in Wissenschaft und Technik und damit für unseren Alltag: Sonnenenergie durch Kernfusion (Tunneleffekt), Funktion eines Kernkraftwerks, Elektronenmikroskop, Rastertunnelmikroskopie, Laser (CD-Spieler, Schneiden, Schweissen, Augenheilkunde), bildgebende Verfahren in der Medizin (Magnetresonanztomografie, Kernspintomografie), Informationstechnologie (Transistor), Supraleitung (Übertragung und Speicherung von elektrischem Strom), hohe Magnetfelder mit Metallen der Seltenen Erden (Informationsübertragung), Quanteninformatik (Quantencomputer) usw.
Aber was genau ist denn das Wesen dieser Quanten und weshalb bilden sie die Basis zum Verständnis chemischer Vorgänge? Das IdeenSet liefert dazu Antworten und zeigt exemplarisch auf, wie sich die Farbigkeit von Stoffen quantenchemisch erklären lässt.

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IdeenSet_Quantenchemie_Teaserbild

Steckbrief

Fach
Natur und Technik
Stufe
Mittelschulen
Datum
Erstellt:  November 2010
Aktualisiert:  September 2020

Herausgebende

Günter Baars, ehem. Chemiedidaktiker Institut Sekundarstufe II der PHBern