Molecuulmodellen 1: fabricage

Molecuulmodellen van J.H. van ’t Hoff

De belangrijkste wetenschappelijke bijdrage van de Nobelprijswinnaar J.H. van ’t Hoff was dat hij duidelijk maakte dat de ordening van atomen in een molecuul in hoge mate de eigenschappen van die moleculen bepaalde. Omdat niet iedereen dat zomaar van hem wilde aannemen, stuurde hij molecuulmodellen (te zien in het Rijksmuseum Boerhaave) de wereld rond om zijn gezichtspunt te ondersteunen.

Tetraëder, door KoenB.

De modellen van van ’t Hoff waren tetraëders, je kunt ze namaken bijvoorbeeld van karton. De moderne molecuulmodellen echter bestaan uit balletjes, die staan voor de verschillende atomen, en stokjes, die de bindingen tussen de atomen representeren. Scholieren en studenten gebruiken ze bij opleidingen in de scheikunde; ze zijn over het algemeen vrij prijzig.

Tetraëdisch molecuulmodel zoor Benjah-bmm27.

Het koolstofatoom met vier gebonden atomen, bijvoorbeeld waterstof, waar de tetraëder van van ’t Hoff model voor stond, ziet er in de moderne visie uit als een centrale bal in het midden van de tetraëder en dan de gebonden atomen op de hoekpunten (of in de middens van de vlakken om de overeenkomst met het idee van van ’t Hoff compleet te maken). De gebonden atomen hoeven natuurlijk niet allemaal van dezelfde soort te zijn.

Wattenbal

Dat bracht me er toe een methode te ontwikkelen om ze tegen minimale kosten te kunnen maken. Aanvankelijk ging ik uit van wattenballen met een laag papier aan de buitenkant. Er zit een gat in om ze op een stokje te kunnen zetten. Zulk soort wattenballen kosten zo’n 15 cent per stuk voor vrij grote van 40 mm diameter. De kleinere zijn navenant goedkoper.

Mijn zwager Rob was zo aardig een houten mal te maken waarmee de gaten eenvoudig in de wattenbal gemaakt zouden kunnen worden. Het was een leuk idee, alleen bleek al snel dat de stokjes – ik had een soort satéprikker in gedachte – er niet goed in konden worden vastgezet. Zo bleven de hoeken ook niet goed ingesteld en dat was nu juist wel nodig.

Toen koos ik voor het idee om als centrale bal een van hout te nemen. Die zijn iets duurder, bijna 60 cent per stuk, maar nog steeds betaalbaar. Het maken van de gaten met de mal is nu wel wat omslachtiger. Na wat geprust kwam ik tot de volgende methode.

Eerst een gat door de bal heen boren. Daartoe gebruik ik een deel van de mal die voor de wattenballen was gemaakt.

Om het gat netjes te kunnen maken doe ik dat in twee stappen. Eerst met een normaal 3 mm houtboortje een gat. Het is te kort om helemaal door te boren maar daardoor wel stijf: het buigt niet. Omdat het boortje kort is kan het daardoor ook niet weglopen bij het begin van het gat. Met deze opstelling maakte ik eerst een verzameling voorgeboorde ballen.

In de tweede stap gebruik ik een lange boor van 3 mm. Het gat kan dan netjes tot onderin worden geboord. Dat paste ik toe voor de hele verzameling ballen.

Verkeerd geboorde ballen kunnen overigens eenvoudig worden hersteld door er een houten stokje in te slaan en netjes af te vijlen.

Voor de derde stap wordt de boortafel gedraaid tot 20 graden met het horizontale vlak. De mal wordt haaks op een plankje geschroefd. In de mal wordt door het centrum van het ronde gat een 3 mm staafje met schroefdraad gedraaid. Na wat manoevreren kan daarna de boor precies gericht worden op het midden van het staafje in het vlak van de boor: naar het midden van de bal die in de mal komt.

Een doorboorde houten bal kan nu vastgezet worden met 3 mm ringetjes en moertjes. Het eerste gat kan – met de korte 3 mm boor meteen worden gemaakt. Op de mal is een hoek van 120 graden uitgezet en daarmee kan de bal worden gedraaid voor het volgende gat. Nog eenmaal draaien en de drie gaten zijn geboord.

In de eerste en derde stap wordt een houtboortje met punt gebruikt om goed te kunnen centreren. In de tweede stap is het een gewone boor. Nu is het tijd de houten staafjes in de gemaakte gaatjes te steken. De gaten in de wattenbollen zijn wat groot dus in mijn geval was houten staf van 4 mm nodig. Met een gewone 4 mm boor ruim ik de gaatjes op en steek er de staf in. Het klemt goed. Met een passtukje maak ik de stokjes na het insteken even lang. De wattenballen kunnen er dan op geschoven worden en blijven redelijk goed zitten. De andere kant van het doorgeboorde gat dicht ik met een restje houten staf.

Het resultaat is een tiental molecuulmodellen. Door de wattenballen verschillende kleuren te geven kunnen de symmetrie-eigenschappen bestudeerd worden.

Een gedachte over “Molecuulmodellen 1: fabricage”

  1. Leuk Ger het je toch gelukt is de gaten reproduceerbaar met eenvoudige middelen in de bollen te krijgen.
    De potentiële knutselaars zijn hier vast mee geholpen.

Laat een antwoord achter aan Leo Reactie annuleren

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.