Manfred Amann
23.03.2006

Die Oktettregel - Grundlage der EDV

Das "Streben nach Vollkommenheit" oder die Oktettregel als Grundlage der elektronischen Datenverarbeitung: Lernsoftware, Animationen und interaktive Materialien aus dem Internet veranschaulichen die Halbleiterfunktion in dieser Chemie-Unterrichtseinheit zum Informatikjahr.
 

Bei der Behandlung chemischer Bindungsmöglichkeiten spielt die Oktettregel im Schulunterricht die Hauptrolle. In der Sekundarstufe I ist sie im Allgemeinen die alleinige Messlatte für mögliche Atom-Kombinationen (in der Sekundarstufe II wird zusätzlich die ab der dritten Periode mögliche Oktettaufweitung bei chemischen Bindungen thematisiert). Eine leicht zu vermittelnde und einfach anzuwendende Regel, von Schülerinnen und Schülern problemlos akzeptiert - aber dennoch in gewisser Weise axiomatisch und zunächst unanschaulich. Am Beispiel der Halbleiter-Elektronik können jedoch in einer Vertiefungseinheit die gewaltigen Konsequenzen der technischen Nutzung in motivierender Weise deutlich gemacht werden: die Oktettregel ist letztlich die Grundlage der elektronischen Datenverarbeitung! Wir danken dem Ernst Klett Verlag, der für diese Unterrichtseinheit interaktive Animationen zu den Themen "Dotiertes Silicium" (Schmuckbild oben links bitte anklicken, dann öffnet sich ein Screenshot) und "Elektrische Leitfähigkeit" aus der "Klett Mediothek Chemie 3 - Chemische Prozesse II" kostenlos zur Verfügung gestellt hat.

 

Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • die Bindung in Halbleitern als instabile Elektronenpaarbindung mit Übergang zur Metallbindung deuten.
  • die Wirkung der Halbleiterdotierung auf die gezielten Verletzungen der Oktettregel zurückführen.
  • die Schaltungsmöglichkeiten der Diode aus elektrostatischen Gründen nachvollziehen.
  • den Zusammenhang der Diodenschaltungen mit dem Binärsystem der Datenverarbeitung erkennen.
  • anhand dieser technischen Anwendung von Diodenschaltungen exemplarisch die Bedeutung der Oktettregel erschließen.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaDie Oktettregel als Grundlage der elektronischen Datenverarbeitung
AutorManfred Amann
FächerChemie, Physik (fächerverbindend)
ZielgruppeKlasse 8-10
Zeitraum2 Stunden
Technische VoraussetzungenFür die Nutzung der interaktiven Animationen benötigen Sie den Macromedia Shockwave Player (kostenloser Download). Bei der Nutzung des Internetexplorers tauchen vereinzelt Probleme bei der Darstellung der Animationen aus der Klett Mediothek auf. Wenn dieses Problem bei Ihnen auftritt, verwenden Sie bitte Firefox oder einen anderen Browser.
SoftwareDie für die Unterrichtseinheit relevanten dwu-Arbeitsblätter können kostenlos aus dem Internet heruntergeladen werden (dwu-Elektronik); in höherer Auflösung sind die meisten dwu-Materialien zur Physik und Mathematik auch auf der CD-ROM dwu-3 erhältlich (Einzellizenz 29 €, Schullizenz 69 €); Klett Mediothek Chemie 3 - Chemische Prozesse II (Einzellizenz 59 €, Netzwerklizenz 249 €, Ernst Klett Verlag GmbH): Die in dieser Unterrichtseinheit eingesetzten Module stehen bei Lehrer-Online kostenfrei zur Verfügung.

Didaktisch-methodischer Kommentar

Download

halbleiter_materialien.zip
 

Internetadressen

Animationen
Bei der Nutzung des Internetexplorers tauchen vereinzelt Probleme bei der Darstellung der Animationen aus der Klett Mediothek auf. Wenn dieses Problem bei Ihnen auftritt, verwenden Sie bitte Firefox oder einen anderen Browser.

Arbeitsblätter

Zusatzinformationen

Informationen zum Autor

Manfred Amann unterrichtet Chemie und Physik an einer beruflichen Schulen in Baden-Württemberg. Er ist Autor des Buches "Chemie für Kids" (bhv-Verlag) und Administrator der Schulchemie-Website.

  • Mehr Infos im Autorenverzeichnis
    Hier können Sie Kontakt mit Herrn Amann aufnehmen. Zudem finden Sie hier eine Liste mit allen Lehrer-Online-Beiträgen des Autors.
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