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Das Periodensystem entwickelten im 19. Jahrhundert zwei Männer, deren Anfangsbuchstaben des Nachnamens den Namen einer Quengelware, nämlich M&amp;M's, ergeben: Lothar Meyer und Dmitri Iwanowitsch Mendelejew. Vielleicht merken sich Schüler diese beiden Namen nun besser.
Bei den Süßwaren bleibend kauft der Experimentator ausschließlich zu Lehrzwecken Haribo-Colorado-Packungen, öffnet sie vorsichtig und legt alle Teile auf eine saubere Unterlage.1 Mehrere Packungen sind notwendig, da die Tüten ungleichmäßig bestückt sind. Auf Schutzbrille und Laborkittel kann man aber getrost verzichten. Auf der Unterlage liegen unterschiedlich geformte und gefärbte Süßigkeiten:
kleine Gummibären
große Gummibären
Weingummifrüchte
Gummifledermäuse
Lakritzstäbchen
Schaumteile mit Lakritzkern
Lakritzzäpfchen mit Zuckerschicht
Zuckerteile mit einem Kern aus weißem Zuckerschaum
Doppelte Teile sind auszusortieren. Die verbleibenden 30 bis 35 Stück füllt der Experimentator in eine der Tüten, die er sorgfältig zuklebt. Wenn er die Tüte mit auf den Gesellschaftsabend oder in den Unterricht bringt, kann er sich einer gesteigerten Aufmerksamkeit sicher sein.
Die Zuhörer sollen sich vorstellen, dass sich in der Tüte die chemischen Elemente befinden, wie sie vom Periodensystem her bekannt sind. Der Experimentator öffnet die Tüte und kippt die Elemente auf den Tisch oder einen großen Fotokarton (Abbildung 1). Die Zuschauer ordnen nun, fassen also diejenigen Elemente zusammen, von denen sie glauben, dass sie zusammen gehören. Es ergeben sich acht Gruppen: die Hauptgruppen. Auf einen zweiten Fotokarton ist ein Raster gezeichnet, in das die einzelnen Elemente einzusortieren sind (Abbildung 2).
Die Gummibären bilden die Gruppe der Alkalimetalle: gelb (Li), orange (Na), dann rot (K), grün (Rb) und schließlich weiß (Cs). In dieser Farbreihenfolge finden auch die Weingummifiguren als Erdalkalimetalle ihren Platz, die dicken Gummibären bilden die Borgruppe. Die Fledermäuse sind die 4. Hauptgruppe; es folgen die Lakritzstäbchen (Stickstoffgruppe) und die geschichteten Teile der Sauerstoffgruppe. Die eiförmigen Teile repräsentieren die Halogene und die Zäpfchen die Edelgase. Die Himbeere ist über den Alkalimetallen einzuordnen und zeigt die Sonderstellung des Wasserstoffs.
Nun sind Elemente mit ähnlichen Eigenschaften in den jeweiligen Elementgruppen zusammengefasst. Innerhalb einer Gruppe unterscheiden sich die Elemente voneinander. Innerhalb einer Periode gibt es Gemeinsamkeiten. So sind alle Elemente der zweiten Periode gelb. Kein Element gleicht exakt einem anderen. Wiederkehrende Ähnlichkeiten werden hingegen deutlich. Diese kann der Experimentator dadurch hervorheben, dass er mit einem Filzschreiber über die jeweilige Hauptgruppe die Zahl der Außenelektronen malt und neben die Perioden in der Vertikalen die Zahl der Außenschalen.


<h2>Süß und verständlich</h2>
Das grundsätzliche Verständnis des Periodensystems der Elemente (PSE) ist die Basis für das Verständnis vieler chemischer Prozesse.2 Es ist das zentrale Modell der Chemie und — wenn man sich auf die Elemente der acht Hauptgruppen beschränkt — logisch und übersichtlich. Die Schüler sollen es nicht auswendig lernen, sondern in seinen Grundzügen verstehen und es — zum Beispiel beim Aufstellen einfacher Reaktionsgleichungen — im nächsten Lernschritt auch anwenden können.
Die Herangehensweise mit den Süßigkeiten motiviert die Schüler. Gummibären im Chemieunterricht erzeugen Aufmerksamkeit, die es für die Stunde zu nutzen gilt. Diese Art der Vermittlung macht Spaß; zudem lockt die Schüler die Aussicht, die Süßigkeiten am Ende verzehren zu können. Wenn sie sich während der Unterrichtsstunde gut benehmen, sollte dies selbstverständlich sein. Dabei könnte eine Bedingung sein, dass die Schüler vor dem Verzehr ihr Element benennen und — je nach Kenntnisstand — noch etwas zu Ordnungs- und Massenzahl, zu Verwendung und Eigenschaften des Elements sagen.
Vor dem Verzehr aber entsteht ein Bild, das die Schüler in ihren Köpfen mit nach Hause nehmen: ein Bild vom Periodensystem, das die Grundideen des PSE erkennen lässt. Und wenn dann jemand zu Hause erzählt, dass der Lehrer aus der Haribo-Tüte das Periodensystem gebaut hat, das man auch noch aufessen durfte, dann ist das Verständnis des Periodensystems ein Stück näher gerückt.


<h2>Gummibären für Fortgeschrittene</h2>
Auch die Naschereien-Methode hat ihre Grenzen und zeigt nur grundsätzliche Strukturen des Periodensystems. Für detaillierte Erklärungen einzelner Besonderheiten eignet sich die Methode weniger, Nebengruppenelemente kommen gar nicht vor. Es gibt aber Vertiefungsmöglichkeiten: Haben nämlich die Schüler die Alkalimetalle und deren unterschiedlich heftige Reaktionsweisen — beispielsweise mit Wasser — im Experiment erarbeitet, so kann die Gruppe der Alkalimetalle auf einem weiteren Fotokarton folgendermaßen erscheinen: Ein kleiner Gummibär repräsentiert Lithium, ein mittlerer Natrium und der große Kalium. Anhand der unterschiedlichen Größen der Bären lassen sich Aussagen über die nach unten hin zunehmenden Atomradien und den sich vergrößernden Abstand der Valenzelektronen zum Kern machen, was wiederum für die unterschiedlich heftige Reaktion der Alkalimetalle verantwortlich ist.


<h2>Fazit</h2>
Erfahrungen mit dem Gummibärenmodell sind positiv, denn Schüler, Versuchspersonen aus dem persönlichen Umfeld, die chemische Fortbildungsgruppe und selbst der Kioskbesitzer, mit dem es lustige Gespräche über die Zusammensetzung von Haribos Colorado gab, zeigten sich überrascht und interessiert an dieser Art der Vermittlung. Dieses Vergnügen wird auch ein Vorführer auf einem Sommerfest erleben.
Unterrichtsgestaltung hat viel mit Motivation und Emotion zu tun [Nachr. Chem. 2012, 60, 352 und diese Nachrichten, S. 435]; das Gummibärenmodell leistet hierzu einen Beitrag.
Harald Schlicht ist Realschullehrer für Wirtschaft, Sport, Hauswirtschaft, Chemie, Naturwissenschaft und Politik an der Paulusschule in Oldenburg. <a href="mailto:eltio@gmx.com">eltio@gmx.com</a>



<ul>
<li>
1 

 
H. Schlicht, 
<source>Chemkon, 
(2010), 
17, 
189.
</li>
<li>
2 

 
E. Wawra, 
H. Dolznig, 
E. Müllner, 
<source>Chemie verstehen, <publisher-name>Facultas Universitätsverlag</publisher-name> <publisher-loc>Wien</publisher-loc>, 2001.

</li>
</ul>

Artikel

Von Wasserstoff bis Radon: alles aus der Haribo‐Tüte

Das Periodensystem entwickelten im 19. Jahrhundert zwei Männer, deren Anfangsbuchstaben des Nachnamens den Namen einer Quengelware, nämlich M&M's, ergeben: Lothar Meyer und Dmitri Iwanowitsch Mendelejew. Vielleicht merken sich Schüler diese beiden Namen nun besser. Bei den Süßwaren bleibend kauft...

193 Staaten sind Mitglied der Organisation der Vereinten Nationen für Erziehung, Wissenschaft und Kultur (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization, Unesco). Aber nur wenige haben das von der Unesco ausgerufene Internationale Jahr der Chemie 2011 (International Year of Chemistry, IYC) unterstützt, indem sie eine Briefmarke herausgaben. Geradezu absurd ist es, dass die großen Chemieländer wie USA, Japan, Großbritannien und Deutschland dabei nicht mitmachten [Nachr. Chem. 2012, 60, 37]. Denn philatelistische Werbung erreicht mehr Menschen als lokales Veranstaltungsmanagement.


<h2>Ubiquitin und Ribosome</h2>
Den Reigen der IYC-Ausgaben begann am 4. Januar 2011 Israel mit zwei Marken zur Biochemie (Abbildung unten). Die Marke zu 4,20 Schekel zeigt Ubiquitin, das ein Marker für beschädigte und nicht mehr benötigte Proteine ist. Die damit markierten Proteine erkennt das Ferment Proteasomer und baut sie ab. Ubiquitin selbst ist ein relativ kurzes Protein aus 76 Aminosäuren. Die israelischen Forscher Aaron Ciechanover und Avram Hershko vom Technion in Haifa erforschten den Prozess und bekamen dafür, zusammen mit dem US-Amerikaner Irvin Rose, im Jahr 2004 den Chemie-Nobelpreis [Nachr. Chem. 2004, 52, 1238].
Die Marke zu 6,10 Schekel zeigt Ribosome, die Proteinfabriken der Zelle. Ada Yonath vom Weizmann-Institut in Rehovot [Nachr. Chem. 2010, 58, 1121], Venkatraman Ramakrishnan vom MRC Laboratory Cambridge und Thomas Steitz von der Yale University erhielten im Jahr 2009 den Chemie-Nobelpreis für die Aufklärung der Rolle der Ribosomen bei der Proteinsynthese aus Aminosäuren [Nachr. Chem. 2009, 557, 1075]. Etwa in der Mitte der Briefmarke ist der Ribose-Tunnel zu erkennen, in dem die Synthese stattfindet.


<h2>Beliebte Kalottenmodelle</h2>
Die IYC-Marke der Schweiz besticht durch ihre klare grafische Darstellung (Abbildung oben rechts). Sie zeigt das Kalottenmodell der L-(+)-Ascorbinsäure, des Vitamins C. Die Atomkalotten sind erhaben gedruckt, sodass sie auch Blinde im Wortsinn begreifen können. Die Schweiz wählte diese Verbindung aus, weil an ihrer Erforschung und Produktion Schweizer Forscher einen erheblichen Anteil hatten: Der Schweizer Paul Karrer war an der Konstitutionsaufklärung von L-(+)-Ascorbinsäure durch die Briten Walter Norman Haworth und Edmund Hirst beteiligt. Die Synthese gelang 1933 etwa gleichzeitig Haworth und dem Schweizer Tadeus Reichstein. Die Reichsteinsche Methode eignete sich für die industrielle Produktion, die ab 1935 das Schweizer Unternehmen Hofmann La Roche ausführte. Vitamin C war das erste industriell hergestellte Vitamin.
Weitere IYC-Ausgaben, die Kalottenmodelle zeigen, erschienen in Italien (Abbildung unten) und der Slowakei. Die slowakische Marke zeigt die Grundstoffe der Photosynthese.
Die belgische IYC-Marke hat nichts mit belgischen Erfindungen und wenig mit Chemie zu tun (Abbildung oben). Der Grafiker hat auf der Marke Kugeln verschiedener Farbe und Größe verteilt, die Kalottenmodelle vortäuschen sollen, aber eher an ein Planetensystem erinnern. Die Buchstaben C, O und H lassen sich zu Kohlendioxid und Wasser kombinieren, aber es kommt dabei kaum chemisch Interessantes heraus. Hingegen sind im Rand des Zehnerbogens ausdrucksstarke Grafiken für chemische Forschung, Lehre und Industrie zu sehen. Das Foto oben in der Mitte zeigt die Teilnehmer der ersten Solvay-Tagung für theoretische Physik im Jahr 1911 in Brüssel. Für dieses mit Belgien verbundene Ereignis hätte sich eine eigene Marke gelohnt.


<h2>Mit Marie Curie frankieren</h2>
Da im Jahr 2011 auch das 100-jährige Jubiläum der Verleihung des Chemie-Nobelpreises an Marie Curie stattfand, zeigt Frankreich ein Bild der jungen Curie beim Arbeiten im Labor [Nachr. Chem. 2012, 60, 38]. Marie Curie hatte bereits acht Jahre vorher zusammen mit ihrem Mann Pierre Curie und Antoine Becquerel den Physik-Nobelpreis für die Entdeckung der natürlichen Radioaktivität bekommen. Den Chemie-Nobelpreis erhielt sie für die Entdeckung der Elemente Radium und Polonium. Sie ist die einzige Frau, die zwei Nobelpreise erhalten hat.
Auch Spanien widmet seine IYC-Marke Marie Curie, zeigt aber ein Altersbild. Es entstammt einer Fotografie, die im Jahr 1931 bei ihrem Besuch in Madrid gemacht wurde. Sie litt damals bereits an Leukämie, die sie sich beim Arbeiten mit radioaktiven Substanzen zugezogen hatte und an der sie drei Jahre später starb. Dasselbe Bild zeigt auch der Sonderstempel des Ersttagsbriefs. Dort im Beidruck ist als Kontrast die jugendliche Marie zu sehen sowie die Elementardaten von Polonium und Radium (Abbildung rechts oben).
Paraguay zeigt Marie Curie einmal im Laborkittel und einmal in Festkleidung.
Einige Länder gaben eine Briefmarke aus Anlass des 100. Jubiläums der Verleihung des Chemie-Nobelpreises an Marie Curie heraus, ohne Bezug auf das IYC zu nehmen. Beispiele hierfür sind Schweden, Polen, Portugal, Bosnien, Jersey und Togo.


<h2>Andere Chemiker kleben</h2>
Nordkorea ehrt auf der IYC-Marke gleichzeitig Marie Curie und einen heimischen Chemiker (Abbildung unten). Ri Sung Gi gilt hier als der Erfinder des Kunststoffs Vinal, das ein Formacetal des Polyvinylalkohols ist und zur Herstellung synthetischer Fasern (Vinalon) dient. Der bei der Formalisierung entstehende Sechsring ist auf der Marke gut zu sehen und erklärt die Stabilität des Polymers. Madame Curie muss sich eine Stufe tiefer bescheiden. Ihr Porträt ist das bei der spanischen Marke beschriebene.
Die rumänische IYC-Marke zeigt den Entdecker des Tellurs, Franz Josef Müller von Reichenstein (Abbildung rechts). Er wurde im Jahr 1740 im heutigen Rumänien (Sibiu) geboren und war als Bergbaudirektor in Provinzen Österreich-Ungarns tätig. Im Jahr 1782 fand er in einem Gold- und Silberbergwerk einen besonders schweren Stein, der nicht aus den bekannten Schwermetallen bestand und den Müller als ein neues Element ansah. Da Müller zwei Jahre später starb, befasste sich Martin Klaproth damit, isolierte das Metall, bestimmte das spezifische Gewicht und nannte es Tellurium. Auf der Marke sind neben dem Porträt Müllers die Ordnungszahl, das Atomgewicht und die Elektronenkonfiguration des Tellurs aufgeführt.
Kanada widmet seine Marke dem britisch-kanadischen Chemiker John Polanyi, der ungarischer Abstammung ist (Abbildung rechts unten). Er untersuchte die Energieverhältnisse bei elementaren Reaktionen, indem er die IR-Strahlung maß. Dafür erhielt er im Jahr 1986 zusammen mit Dudley Robert Hershbach und Yan Tseh Lee den Chemie-Nobelpreis [Nachr. Chem. 1986, 34, 1078]. Seine Arbeiten waren die Grundlage für die Entwicklung von IR-Lasern. Polanyi engagierte sich zudem in der Friedensbewegung, indem er gegen Laser in Raketenabwehrwaffen protestierte. Die Grafiken neben dem Porträt auf der Marke symbolisieren seine Forschungsarbeiten.


<h2>Von den Früchten des Landes</h2>
Indonesien gab zwei IYC-Marken heraus: Die zu 1500 Rupien zeigt die Formel von Artoindonesiamin C. Diese Verbindung wurde im Jahr 2000 aus den Früchten des in Indonesien beheimateten Jackfruchtbaums (Artocarpus heterophyllus) isoliert und ist ein flavanoides System mit fünf annelierten nichtbenzoiden Ringen. Die Marke zu 2500 Rupien stellt das Logo des IYC in den Mittelpunkt (Abbildung links oben).
Die IYC-Marke von Peru zeigt das Staatswappen mit den Produkten des Landes im dreiteiligen Wappenschild: Lama, Chinarindenbaum und das goldene Füllhorn der Bodenschätze (Abbildung links, Mitte). Diese werden auf der Marke in origineller Weise mit Chemie in Verbindung gebracht: Die grüne Schlinge symbolisiert das Haar des Lamas, dessen Sekundärstruktur im Hintergrund schwach zu erkennen ist. Neben dem Baum steht die Formel des Chinins, unter dem Wappen Au mit Ordnungszahl, Atomgewicht und Elektronenkonfiguration des Goldatoms. Die vier kleinen Fotos unten sind wohl Bilder aus den Labors des Collegio de Chimicos de Peru, dessen Logo oben rechts zu erkennen ist.


<h2>Mineralien auf der Marke</h2>
Sri Lanka gab eine IYC-Marke zu 5 Rupien heraus (Abbildung links unten). Darauf ist neben Marie Curie der sri-lankische Chemiker Mohamed Uvais Siddeek Sultanbawa abgebildet. Dieser hat sich um die Erforschung der Inhaltsstoffe dort heimischer Pflanzen verdient gemacht. Ihn auf gleiche Augenhöhe mit Madame Curie zu setzen, zeugt von erheblichem Geltungsbedürfnis. Unter den Porträts ist ein rundgeschliffener Saphir zu sehen, der zu den Exportartikeln von Sri Lanka zählt. Der Saphir ist ein Korund, und so wird die Struktur des amorphen Aluminiumoxids mit seiner 4- und 5-Bindigkeit gegenüber Sauerstoff dazugestellt. Ganz unten rechts sieht man das Logo des Institute of Chemistry Ceylon mit der Formel des Adamantans. Unter dem IYC-Symbol steht das IYC-Motto “Chemistry — Our Life, Our Future”.
Ein Block aus Guinea-Bissau enthält vier Marken zu je 900 westafrikanischen Franc (Franc de la Communauté Financière d'Afrique, FCFA) mit den Mineralien Quarz, Fluorit, Pyrit und Calcit und ihren Kristallgittern. Ein Block mit der Marke zu 3300 Franc zeigt den Diamanten und sein kubisches Kristallgitter (Abbildung oben). Der Hinweis auf das IYC steht auf den Rahmen der Blöcke, auf denen zudem viel Symbolisches und Reales aus dem Labor und Bruchteile von Formelbildern zu sehen sind. Außerdem erscheint Antoine Lavoisier als “Großvater der modernen Chemie”.
Auch Uruguay gedenkt des IYC mit einer Mineralienmarke. Sie zeigt drei Formen des Siliziumdioxids: Quarz, Amethyst und Achat. Auf dem Rand des Blocks sind einige Lagen des SiO2-Gitters im Kalotten-Modell zu sehen.


<h2>Und noch viel mehr</h2>
 Mauritius zeigt einen Blick in ein chemisches Labor, Oman Glasgeräte und Mazedonien eine Apparatur vor dem Periodensystem (Abbildung unten). Äquatorialguinea gab einen Satz von vier Marken über Chemieunterricht heraus.
Zusätzlich zu Briefmarken erschienen IYC-Postkarten und -Sonderstempel, so von China, Rumänien, Griechenland und Portugal. Spanien gab eine Sondermünze zu 10 Euro heraus. Ein lustiger Briefumschlag aus Italien zeigt die Chemie als Zauberkunst.
Alle diese Ausgaben zum IYC sind nicht nur eine Werbung für die Chemie, die an Millionen von Menschen verschickt wird, sondern viele von ihnen sind auch für den in der Chemie Bewanderten interessant und zeugen vom Sachverstand der Herausgeber.
Manfred Sander ist promovierter, pensionierter Chemiker und Vorsitzender der Arbeitsgemeinschaft Technik und Naturwissenschaften im Bund Deutscher Philatelisten. <a href="mailto:msander-steinen@t-online.de">msander-steinen@t-online.de</a>

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Von Wasserstoff bis Radon: alles aus der Haribo‐Tüte

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