Die Oktettregel - Grundlage der EDV

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

Didaktisch-methodischer Kommentar

• Vorbemerkungen und 1. Unterrichtsstunde
  Unterrichtliche Voraussetzungen; vom Rein-Silicium zur Dotierung
• 2. Unterrichtsstunde und mögliche Vertiefung
  Vom dotierten Silicium zur Diode und von der Diode zum Transistor

Download

Internetadressen

Animationen
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• Klett Mediothek: Dotiertes Silicium
  Die Applikation ist Bestandteil der Klett Mediothek Chemie 3 - Chemische Prozesse II
• Klett Mediothek: Elektrische Leitfähigkeit
  Auch diese Applikation wurde vom Klett-Verlag zur Verfügung gestellt.
• Halbleitermodell
  dwu-Animation: Vereinfachtes Modell ohne und mit Wärmefluss, Oktett-Lochbildung

Arbeitsblätter

• Der undotierte Halbleiter
  dwu-Arbeitsmaterialien: Farbfolie, Lösungsfolie und Kopiervorlage
• Der dotierte Halbleiter
  dwu-Arbeitsmaterialien zu n- und p-dotierten Halbleitern
• Die Halbleiter-Diode
  dwu-Arbeitsmaterialien: Farbfolie und Kopiervorlage

Zusatzinformationen

• Dotierte Halbleiter
  Infos und interaktive Applikationen auf der Leifi-Physik-Website, einem Angebot von Ernst Leitner und Uli Finckh.
• Halbleiter-Animation
  Auf der Transferzentrum-ESD-Website wird eine Halbleiteranimation für Forschung und Lehre kostenfrei angeboten.
• Unterrichtsmaterialien Elektronik
  Neben den dwu-Materialien zur Stromleitungstheorie in Halbleitern finden Sie hier auch Materialien zum npn-Transistor mit Anwendungsbeispielen.

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.