L A TEX Kurs Chemie.

Transkript

1 L A TEX Kurs Chemie

2 Übersicht Chemie Pakete Bohrmodell Elements mhchem chemfig

3 Bohrmodell Paket bohr Mit \usepackage{bohr} wird das Paket eingebunden. Inhalt Automatische Zeichnung von Bohrmodellen. neuer Befehl \bohr[# der Schalen]{# der Elektronen}{chemisches Symbol} Optionen Optionen legen Aussehen und Größe fest.

4 Beispiele Von \bohr{1}{} bis \bohr{112}{cn} Von bis Cn

5 Optionen verkürzt Befehl \setbohr{...} Allgemeine Optionen Umgang mit fehlenden Werten. Atomkern Optionen Aussehen und Gestaltung des Kerns. Elektronen Optionen Aussehen und Gestaltung der Elektronen. Schalen Optionen Aussehen und Gestaltung der Schalen.

6 Allgemeine Optionen insert-symbol=true Fügt fehlendes chemisches Symbol ein. insert-number=true Fügt fehlende Elektronenanzahl ein. insert-missing=true Der jeweils fehlenden Wert wird eingefügt. Beispiel \setbohr{insert-missing = true} \bohr{1}{} \bohr{}{e} e

7 Atomkern Optionen (grob) atom-style Aussehen und Größe des chemischen Symbols. name-options-set Beeinflusst den node Befehl aus tikz. nucleus-options-set Beeinflusst den draw Befehl aus tikz. nucleus-radius Legt die Größe des Kerns fest \setbohr{ atom-style={\large\rmfamily}, name-options-set={text=red}, nucleus-options-set={green!80,fill=brown!100,opacity=0.5}, nucleus-radius=1.5em} \bohr{2}{e}

8 Atomkern Optionen (grob) atom-style Aussehen und Größe des chemischen Symbols. name-options-set Beeinflusst den node Befehl aus tikz. nucleus-options-set Beeinflusst den draw Befehl aus tikz. nucleus-radius Legt die Größe des Kerns fest Ausgabe e \setbohr{ atom-style={\large\rmfamily}, name-options-set={text=red}, nucleus-options-set={green!80,fill=brown!100,opacity=0.5}, nucleus-radius=1.5em} \bohr{2}{e}

9 Elektronen Optionen (grob) electron-options-set Verändert das Aussehen der Elektronen. electron-radius Legt den Radius der Elektronen fest. Beispiel \setbohr{ electron-options-set={black!100}, electron-radius=3pt } \bohr{2}{e} e

10 Schalen Optionen (grob) shell-options-set Aussehen der Schalen, der draw Befehl wird verändert. shell-dist Abstand zwischen den Schalen und dem Kern. distribution-method Unterschiedliche Verteilungsvarianten der Elektroden. \setbohr{ shell-options-set = {dashed,red!80, thick}, shell-dist = 1.25em, distribution-method = periodic } \bohr{12}{mg} Mg

11 Elemente elements Paket Mit \usepackage{elements} wird das Paket eingebunden. Ursprung Spin off Paket vom bohr Paket. Inhalt Sammlung von Daten der chemischen Elemente (bis 112). Verwendung In anderen Paket und bei teilweisen oder vollständig automatisierten Anwendungen. Mehrsprachig Unterstützt deutsch, englisch, französisch und spanisch.

12 Inhalt Ordnungszahl \atomicnumber{symbol oder Name} Name \elementname{ordnungszahl} Symbol \elementsymbol{ordnungszahl} auptisotop \mainelementisotope{ordnungszahl} Elektronenkonfiguration \elconf{ordnungszahl}

13 Erweiterungen In Paketen / Dokumentenkopf Name \DeclareAtomName{Ordnungszahl}{Name} Symbol \DeclareAtomSymbol{Ordnungszahl}{Symbol} Isotope \DeclareAtomIsotopes{Ordnungszahl}{Isotopenliste} Elektronenkonfiguration \DeclareElectronDistribution{OZ}{Elektronenverteilung}

14 Erweiterungen Im Dokumentenkörper Name \setatomname{ordnungszahl}{name} Symbol \setatomsymbol{ordnungszahl}{symbol} Isotope \setatomisotopes{ordnungszahl}{isotopenliste} Elektronenkonfiguration \setelectrondistribution{oz}{elektronenverteilung}

15 Beispiel o. Gewähr \documentclass{...}... \usepackage{elements} \DeclareAtomName{118}{Oganesson} \DeclareAtomSymbol{118}{Og} \DeclareAtomIsotopes{118}{!294} \DeclareElectronDistribution{118}{2,2+6,2+6+10, , ,2+6+10,2+6}... \begin{document} Oganesson \elementname{118}, \elementsymbol{118}, \mainelementisotope{118} und \elconf{118} Oganesson, Og, 294 und 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 5f 14 6s 2 6p 6 6d 10 7s 2 7p 6

16 Verwendung 1 IA 18 VIIIA Wasserstoff 2 IIA Periodensystem der Elemente nach Mendelejew via TikZ Alkalimetalle alogene 13 IIIA 14 IVA 15 VA 16 VIA 17 VIIA e elium Li Be Lithium Beryllium Na Mg Natrium Magnesium Erdalkalimetalle Edelgase Übergangsmetalle Lanthanoide/Actinoide albmetalle übrige Metalle Nichtmetalle unbestimmt 3 IIIA 4 IVB 5 VB 6 VIB 7 VIIB 8 VIIIB 9 VIIIB 10 VIIIB 11 IB 12 IIB B Bor C Kohlenstoff N Stickstoff O Souerstoff F Fluor Ne Neon Al Aluminium Si Silicium P Phosphor S Schwefel Cl Chlor Ar Argon K Kalium Ca Calcium Sc Scandium Ti Titan V Vanadium Cr Chrom Mn Mangan Fe Eisen Co Cobalt Ni Nickel Cu Kupfer Zn Zink Ga Gallium Ge Germanium As Arsen Se Selen Br Brom Kr Krypton Rb Rubidium Sr Strontium Y Yttrium Zr Zirconium Nb Niobium Mo Molybdän Tc Technetium Ru Ruthenium Rh Rhodium Pd Palladium Ag Silber Cd Cadmium In Indium Sn Zinn Sb Antimon Te Tellur I Iod Xe Xenon Cs Ba La-Lu f Ta W Re Os Ir Pt Au g Tl Pb Bi Po At Rn Cäsium Barium Lanthanide afnium Tantal Wolfram Rhenium Osmium Iridium Platin Gold Quecksilber Thallium Blei Bismut Polonium Astat Radon Fr Ra Ac-Lr Rf Db Sg Bh s Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og Francium Radium Actinide Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium assium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy o Er Tm Yb Lu Lanthan Cer Praseodym Neodym Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium olmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Z Masse Symbol Name nur künstlich Ac Actinium Th Thorium Pa Protactinium U Uran Np Neptunium Pu Plutonium Am Americium Cm Curium Bk Berkelium Cf Californium Es Einsteinium Fm Fermium Md Mendelevium No Nobelium Lr Lawrencium

17 Chemie Paket Paket mhchem Einbinden \usepackage{mhchem} \usepackage[version=4]{mhchem} \usepackage[version=4,arrows=pgf]{mhchem} benutzt folgende Pakete amsmath, calc, graphics, ifthen, keyval, pdf-texcmds, twoopt Befehle Elemente, Aggregatzustand, Isotope...

18 Elemente & Co. Elemente & Co. \ce{ag} und \ce{2so4} Ag und 2 SO 4 Ladungen \ce{ag+} und \ce{so4-} Ag + und SO 4 \ce{so4^2-} und \ce{so4^{2-}} SO 4 2 SO 4 2 Aggregat Zustand \ce{2so4_{(aq)}} 2 SO 4(aq) \ce{2so4(aq)} 2 SO 4 (aq) Oxidationsstufe \ce{fe^{ii}fe^{iii}2o4} Fe II Fe III 2O 4

19 Isotope Isotope \ce{^{32}_{16}s} und \ce{^{34}_{16}s 32 16S und 34 16S Mit Ladung \ce{^{32}_{16}s+} und \ce{^34_16+}s 32 16S + und 34 16S + ohne \ce{^{0}_{-1}n^{-}} und \ce{^0_-1n-} 0 1n und 1n 0

20 Stöchiometrie \ce{22o} \ce{2 2O} \ce{0.52o} 2 2 O 2 2 O O \ce{1/22o} 1 2 2O \ce{(1/2)2o} \ce{$n$2o} (1/2) 2 O n 2 O

21 Bindungen Bindungen \ce{a - B = C#D} A B = C D Mit Punkten \ce{a\bond{~}b\bond{~-}c} und \ce{a\bond{~--}b\bond{~=}c\bond{-~-}d} A B C und A B C D \ce{a\bond{...}b\bond{...}c} A B C Mit Pfeilen \ce{a\bond{->}b\bond{<-}c} A B C Aussehen \sffamily\bfseries\ce{a - B = C#D} A B = C D

22 Reaktionen Reaktionen \ce{2s2o7 + 2O -> 22SO4} 2 S 2 O O 2 2 SO 4 \ce{22so4 <=> 3O^{+} + S2O7^{-}} 2 2 SO 4 3 O + + S 2 O 7 \ce{+ + O- <=>> 2O} + + O 2 O

23 Reaktionspfeile \ce{a -> B} A B \ce{a <- B} A B \ce{a <-> B} A B \ce{a <--> B} A B \ce{a <=> B} A B \ce{a <=>> B} A B \ce{a <<=> B} A B \ce{a ->[2O][SO4] B} A 2O SO4 B

24 Fällung und Ausgasen Fällung und Gasentstehung \ce{mgi2 + PbCl2 -> MgCl2 + PbI2 v} MgI 2 + PbCl 2 MgCl 2 + PbI 2 \ce{2 CuO + C -> 2 Cu + CO2 ^} 2 CuO + C 2 Cu + CO 2

25 Chemie in Text & Mathe Elemente & Co. \ce{ag} und \ce{2so4} Ag und 2 SO 4 $\ce{ag}$ und $\ce{2so4}$ Ag und 2 SO 4 Schrift ändern \mhchemoptions{textfontcommand=\sffamily} \mhchemoptions{mathfontcommand=\mathsf} Elemente & Co. \ce{ag} und \ce{2so4} Ag und 2 SO 4 $\ce{ag}$ und $\ce{2so4}$ Ag und 2 SO 4

26 chemfig Ein Paket zum Zeichnen von Strukturformeln. Elektronenformel Valenzstrichformel Keilstrichformel Skelettformel Einbinden \usepackage{chemfig} Achtung Läuft hier nicht auf den Rechner...

27 Bindungen \chemfig{a-b} A B \chemfig{a=b} A B \chemfig{a~b} A B \chemfig{a>b} A B \chemfig{a<b} A B \chemfig{a>:b} A B \chemfig{a<:b} A B \chemfig{a> B} A B \chemfig{a< B} A B

28 Befehle rund um Bindungen \setdoublesep{oehe} Vertikaler Abstand bei 2- und 3-fach Bindung (default 2pt) \setatomsep{laenge} orizontaler Abstand zwischen zwei Elemeten (default 3em) \setbondoffset{laenge} orizontaler Abstand zwischen Element und Bindung (default 2pt) \setbondstyle{tikz Code} Stilländerungen Beispiel \setbondstyle{line width=1pt,red} mit \setbondstyle{} wird wieder auf die default Einstellungen gewechselt.

29 Anpassungen \chemfig[<option1>][<option2>]{<code>} Option1 ist für die Linie gedacht (Breite, Farbe, Typ, etc.) Option2 ist für die Knoten gedacht (Farbe, Skalierung, Drehung) Über die Schriftgrößen Schalter ist auch eine Größenanpassung möglich, wovon aber abgeraten wird.

30 Vorgegebene Winkel \chemfig{a-[zahl 0 bis n]b} Schrittweite beträgt per default Mit \setangleincrement{gradzahl} kann die Schrittweite verändert werden.

31 absolute und relative Winkel \chemfig{-[:30]o-[:-30]} O \chemfig{-[::30]o-[::-60]} O

32 Drehung \chemfig{[:60]-[:30]o-[:-30]} O absolut vs. relativ O \chemfig{[:60]-[::30]o-[::-60]}

33 "Abzweigungen" C \chemfig{-n(-[2]c)=c-} N C 3 C \chemfig{-n^{+}(-[2]c_3)=c-} N + C

34 Beispiel Ethanol \chemfig{-c(-[2])(-[6])-c(-[2])(-[6])-o-[1]} C C O

35 Ringe <Atom>*<Anzahl>(<Code>) C C C \chemfig{c*6(-c=c-c=c-c=)} C C C \chemfig{*6(-=-=-=---)} Unvollständig geht, aber mehr wird nicht angezeigt.

36 Benzol Ring & Co. \chemfig{**6(------)} \chemfig{**[60,360]6(------)}

37 Ringe... \chemfig{c*6((-o-n=_2)=-=-=-)} N O C 2

38 Ringe... \chemfig{n*6(-c*5(-=-=)-----)} N C

39 Beschriftungen \chemname[<dim>]{\chemfig{<code>}}{<beschriftung>} Innerhalb von \schemestart \chemname[<dim>]{\chemfig{<code>}}{<beschriftung>} \schemestop

40 Beschriftungsbeispiel \schemestart \chemname[8ex]{\chemfig{-c(-[2])(-[6])-c (-[2])(-[6])-O-[1]}}{Ethanol} \schemestop C C O Ethanol

41 Komplexeres Beispiel mit Beschriftung Quellcode \schemestart \chemname{ \chemfig{[:45]o*5(-*6(-=*6(-=-*6(-*6(-=-*5(-o--o-) =-)=-=N^+(-[::270]C_3)-=)--)-=-=)--O--)}} {Sanguinarine} \schemestop

42 Komplexeres Beispiel mit Beschriftung C 3 N + O O O O Sanguinarine

43 Komplexeres Beispiel mit Beschriftung C 3 + N O O O O Sanguinarine

44 Komplexeres Beispiel mit Beschriftung \schemestart \chemname{ \chemfig{[:45]o*5(-*6(-=*6(-=-*6(-*6(-=-*5(-o--o-) =-)=-=\chemabove{n}{\scriptstyle+}(-[::270]c_3)-=) --)-=-=)--O--)}}{Sanguinarine} \schemestop

45 Valenzstrichformeln Aufbau: \chemfig{...\lewis{[zahl(en)],x}...} Beispiel: \chemfig{\lewis{2,n}} N X X X X X X X X Kombinationen (Beispiele) \chemfig{\lewis{13,x}} \chemfig{\lewis{026,x}} X X

46 Komplexeres Beispiel N O N O N + O N + O Ammoniak Wasser... ydroxid-ion

47 Quellcode \ce{n3 + 2O -> N4^{+} + O^{-}} \par \schemestart \chemname{\chemfig{-\lewis{2,n}(-[::-90])-}}{ammoniak} \+ \chemname{\chemfig{{\color{red}}-[::30]\lewis{13,o}- [::-60]}}{Wasser} \arrow(.mid east--.mid west) \chemname{ \chemfig{-n(-[::90]{\color{red}{}})(-[::-90])-}}{...} \+ \chemname{\chemfig{-\lewis{026,o}}}{ydroxid-ion} \schemestop \chemnameinit{}

48 Elektronenformel Aufbau: \chemfig{...\lewis{[zahlen]:,x}...} \chemfig[white][black]{-\lewis{0:2:4:6:,c} (-[::90])(-[::270])-} C

49 Etwas komplexer... \lewis{} vs. \Lewis{} C O C O C O C O

50 Quellcode \chemfig[white][black]{-\lewis{0:2:4:6:,c} (-[::90])(-[::270])-\lewis{1:7:,C}(-[::45] \lewis{0:3:5:,o})(-[::-45]\lewis{0:5:6:,o}-)} \chemfig[white][black]{-\lewis{0:2:4:6:,c} (-[::90])(-[::270])-\Lewis{1:7:,C}(-[::45] \Lewis{0:3:5:,O})(-[::-45]\Lewis{0:5:6:,O}-)}

51 Keilstrichformel & Skelettformel \chemfig{c(<[::225])(<:[::135])(-[::90])-c (=[::60]O)-[::-60]O-} O C C O \chemfig{-(=[::45]o)(-[::-45]o)} O O

52 Komplexeres Beispiel: \chemfig{[::60]n*6(=-(<:(<[::135]) *5(-N(-C_3)----))=-=-)} N N C 3

53 Komplexeres Beispiel Teil 2 N N C 3 Abbildung 1: Nikotin

54 Komplexeres Beispiel Teil 2 \begin{figure}[!htpb] \chemfig{[::60]n*6(=-(<:(<[::115]) *5(-N(-C_3)----))=-=-)} \caption{nikotin} \end{figure}

55 Abbildungsverzeichnis 1 Nikotin