# Das Handbuch zu &kalzium;

Carsten
Niehaus

    &Carsten.Niehaus.mail;

Thorsten
Mürell

    thorsten@muerell.de

Deutsche Übersetzung
Christoph
Hamann

    chhamann@gmx.de

Deutsche Übersetzung
2001
2002
2004
2005
2006
2007
2008
&Carsten.Niehaus;
2005
&Anne-Marie.Mahfouf;
&FDLNotice;
2008-07-27
2.0.80

&kalzium; ist ein Programm, das Ihnen das Periodensystem der Elemente (PSE) zeigt. Sie können &kalzium; benutzen, um nach Informationen über Elemente zu suchen oder um Fakten über das PSE zu lernen.

KDE
Bildung
Elemente
Chemie
Bildung
Kalzium

## Einführung

&kalzium; bietet Ihnen alle Informationen über das PSE (Periodensystem der Elemente). Sie können viele Informationen über die Elemente nachschlagen und die Elemente auch nach verschiedenen Kriterien farbig hervorheben. &kalzium; ist frei und lizensiert unter der &GNU; Public License.

Sie können im Periodensystem die Elemente nach Gruppen, Blöcken und Familien durch Farben markieren. Für einen Bereich von Elementen können Sie Daten grafisch darstellen (Gewicht, Masse pro Neutron, Ionisationsenergie, zweite Ionisationsenergie, Elektronegativität). Und es gibt eine Zeitleiste, mit der Sie für ein bestimmtes Datum alle damals bekannten Elemente anzeigen lassen können. Auch gibt es einen Rechner, mit dem Sie molekulare Masse von Molekülen berechnen können.

## &kalzium; Kurzanleitung

Hier sehen Sie &kalzium; beim ersten Start, entweder aus dem &kmenu; Programme LernprogrammeWissenschaft&kalzium; oder mit &Alt;F2 und der Eingabe `kalzium`.

Das Hauptfenster von &kalzium;
Das Hauptfenster von &kalzium;

&kalzium; ist unterteilt in eine Seitenleiste links im Hauptfenster (in Rot, 1) und in das Periodensystem der Elemente auf der rechten Seite (in Blau, 2). Das Standardmenü erlaubt Ihnen, die Art der Anzeige des Periodensystems auszuwählen, und die Statuszeile zeigt weitere Informationen an. Sie können die Seitenleiste ausblenden, wenn Sie im Menü Ansicht Seitenleiste anzeigen auswählen.

Wenn Sie den Mauszeiger über ein Element im Periodensystem bewegen, wird eine kurze Information über dieses Elements in der Seitenleiste im Unterfenster Übersicht angezeigt.

Sie können unterschiedliche Ansichten für das Periodensystem auswählen: Die Elemente lassen sich mit Kennzeichnung von Familie, Gruppe, Kristallstruktur und dem Säureverhalten, &etc; anzeigen. Alles dies können Sie in der Menüleiste unter Ansicht Schema ändern.

Wenn Sie genauere Informationen über ein Element erhalten wollen, klicken Sie im Periodensystem auf das betreffende Element und der ausführliche Informationsdialog wird angezeigt.

&kalzium;s ausführlicher Informationsdialog
&kalzium;s ausführlicher Informationsdialog

Sie können sich Daten grafisch darstellen lassen, indem Sie Extras Daten grafisch darstellen ... wählen. Für die y-Achse wählen Sie, was Sie grafisch darstellen wollen und für die x-Achse die Anzahl der Elemente, die dargestellt werden sollen. Das Bildschirmfoto unten zeigt die Masse der Elemente 1 bis 10 in der grafischen Darstellung.

Der Dialog zur grafischen Anzeige
Der Dialog zur grafischen Anzeige

Das Glossar (Extras Glossar ... ) erklärt die wichtigsten chemischen Fachbegriffe und zeigt Bilder der gebräuchlichsten Geräte zusammen mit einer Beschreibung.

Das Glossar
Das Glossar

## &kalzium; benutzen

### Übersicht zur Benutzung von Kalzium

Hier sind einige Bildschirmfotos von &kalzium; in Aktion:

Sie sehen, dass &kalzium; einfach zu benutzen ist und nützlich für alle für Studierende aller Altersstufen. Es ähnelt sehr einer schnellen und kleinen Datenbank.

&kalzium; Hauptbildschirm direkt nach dem ersten Start
&kalzium; Hauptbildschirm

### Der Informationsdialog

Sie erreichen den Informationsdialog, wenn sie mit der &LMB; auf ein Element klicken. In diesem Dialog bekommen Sie alle Informationen zum jeweiligen Element. Mit den Knöpfen im unteren Teil des Dialogs können Sie ganz schnell auf das nächste Element wechseln, ohne den Dialog schließen zu müssen.

#### Übersicht

Im Unterfenster Übersicht finden Sie die wichtigsten Informationen über ein Element. In der Mitte sehen Sie das Symbol des Elements mit der Ordnungszahl links unten. Oben links wird der Name des Elements angezeigt, unten rechts die relative Atommasse des Elements.

&kalzium;s Informationsdialog
&kalzium;s Informationsdialog

#### Bohrsches Orbitalmodell

Das Unterfenster Atommodell zeigt die Atomschalen an. Jedes Orbital steht für eine Atomschale und jeder gelbe Kreis stellt ein Elektron dar.

&kalzium;s Informationsdialog
&kalzium;s Informationsdialog

#### Sonstiges

Das Unterfenster Sonstiges gibt Ihnen weitere Informationen zum aktuellen Element, &eg; das Jahr, in dem es entdeckt wurde und die Herkunft des Namens.

&kalzium;s Informationsdialog
&kalzium;s Informationsdialog

#### Isotope

Das Unterfenster Isotope gibt Ihnen Informationen über verschiedene Isotope des ausgewählten Elements.

Masse

  Die Masse dieses Isotops.

Neutronen

  Die Anzahl der Neutronen, die dieses Isotop besitzt.

Prozentsatz

  Der Prozentsatz an vorkommenden Atomen, die von diesem Isotopentyp sind, wird auch Isotopenhäufigkeit genannt.

Halbwertszeit

  Nur instabile Isotope haben eine Halbwertszeit. Die Halbwertszeit ist als ein Zeitwert definiert, in dem die Hälfte des vorliegenden Isotops zerfallen ist.

Energie und Art der Strahlung

  Manche Isotope sind bekannt dafür, dass sie beim radioaktiven Zerfall Teilchenstrahlung aussenden. Jede Umwandlung durch radioaktiven Zerfall weist eine typische Energiemenge auf, die neben der Zerfallsart aufgelistet ist.

Spin und Parität

  Der Spin des Kerns und seine Parität.

Magnetisches Moment

  Das magnetische Dipolmoment des Kerns. Wird in Einheiten des nuklearen Magnetons gemessen.

&kalzium;s Informationsdialog
&kalzium;s Informationsdialog

#### Datenübersicht

Das Unterfenster Datenübersicht gibt Ihnen Informationen über verschiedene Energiedaten des ausgewählten Elements.

Abhängig von den vorhanden Daten in &kalzium; sehen Sie verschiedene Radien des Elements. Der Kovalenzradius ist der Radius eines nicht geladenen Atoms des Elements in einer Molekülverbindung. Das könnte &eg; der Abstand zwischen O-H in Wasser sein. Der atomare Radius hingegen ist der Radius des Atoms im elementaren Zustand, wenn es &eg; keinerlei Verbindung zu einem anderen Atom hat. Der Van-der-Waals-Radius ist als Abstand zwischen zwei Atomen der gleichen Art in zwei gleichen Molekülen definiert. Zum Beispiel zwei Kohlenstoffatome in Propan. Der letzte mögliche Radius ist der Radius eines ionisierten Atoms, der die Ladung enthält.

Die Masse eines Elements ist der Durchschnitt der Massen aller Isotope in Relation zu ihrer prozentualen Häufigkeit.

&kalzium;s Informationsdialog
&kalzium;s Informationsdialog

#### Spektrum

&kalzium;s Informationsdialog
&kalzium;s Informationsdialog

### Nummerierung

Die Nummerierung ist eine Möglichkeit, die 18 Gruppen im Periodensystem zu kennzeichnen. Sie können die Nummerierung auf IUPAC, IUPAC (alt) oder CAS einstellen oder sie ganz ausschalten.

Im Menü Ansicht Nummerierung finden Sie folgende Optionen, um die Nummerierung einzustellen:

- Keine Nummerierung. Wenn diese Option angekreuzt ist, wird keine Hauptgruppennummerierung angezeigt.

- IUPAC (Standard): Die IUPAC ist die International Union of Pure and Applied Chemistry (deutsch etwa: Internationale Vereinigung der reinen und angewandten Chemie). Das ist eine Organisation, die die meisten Standards für Chemiekonzerne festlegt. Das neue UPAC System nummeriert die Spalten mit arabischen Ziffern von 1 (eins) bis 18 (achtzehn).

- CAS: Der CAS ist der Chemical Abstracts Service. Im CAS System werden die Buchstaben A und B benutzt, um die Elemente der Hauptgruppe (A) und die Übergangselemente (B) zu kennzeichnen. Obwohl die Benennung der IUPAC das offizielle System ist, wird die Nummerierung des CAS immer noch in Schulen und Labors benutzt.

- IUPAC (alt): Das alte IUPAC System kennzeichnet die Spalten mit römischen Zahlen, gefolgt entweder vom Buchstaben A oder B. Die Spalten 1 bis 7 werden von IA bis VIIA nummeriert, die Spalten 8 bis 10 mit VIIIA, die Spalten 11 bis 17 mit IB bis VIIB und Spalte 8 mit VIII. Weil das alte IUPAC-und das CAS-System sehr verwirrend waren, hat die IUPAC ihr neues System eingeführt.

### Farbschemata

&kalzium; kann die Position des Elementes gemäß Block und Gruppe im Periodensystem, das Säureverhalten und den Aggregatzustand (d. h. fest, flüssig, gasförmig) bei einer gegebenen Temperatur anzeigen.

Die Farbschemata können Sie im Menü Ansicht Schema ändern.

- Schwarzweiß: Alle Elemente werden in der gleichen Farbe dargestellt. Die Standardfarbe können Sie im Menü Einstellungen&kalzium; einrichten ... im Unterfenster Farben ändern.

- Blöcke: jeder Block wird in einer eigenen Farbe dargestellt.

- Symbolisch: Jedes Element wird als Symbol dargestellt.

- Familien: Jedes Element der neun Familien werden in einer eigenen Farbe dargestellt.

- Gruppen: Zeigt jede Gruppe in einer anderen Farbe an. Eine Gruppe ist eine senkrechte Spalte im Periodensystem der Elemente. Im Standard-Periodensystem gibt es 18 Gruppen. Elemente einer Gruppe haben ähnliche Konfigurationen ihrer valenten Schalenelektronen, daher weisen sie ähnliche Eigenschaften auf.

- Farbverlauf

  Die Farbverläufe zeigen die Elemente gemäß den Einstellungen an, die Sie unten vornehmen können. Elemente, für die keine Daten vorliegen, werden in grau angezeigt.

  Farbverlauf für den Kovalenzradius
  Farbverlauf für den Kovalenzradius

  - Kovalenzradius

  - Van-der-Waals

  - Atommasse

  - Siedepunkt

  - Schmelzpunkt

  - Elektronegativität (Pauling)

  - Elektronenaffinität

  - Entdeckungsdatum

  - Erste Ionisation

### Extras

#### Isotopentabelle

Die Isotopentabelle ... zeigt die Isotope der Elemente.

Es gibt verschiedene Arten von Isotopen, einige sind stabil, andere nicht. Die instabilen Isotope können unter Auftreten von Alphastrahlung oder Betastrahlung zerfallen. Die Unterschiede sind farblich gekennzeichnet.

der Dialog Isotopentabelle

&kalzium; kann die Isotope eines Bereichs von Elementen grafisch darstellen.

#### Risiko- und Sicherheitssätze

R- und S-Sätze („Risiko- und Sicherheitssätze“, von engl. risk and safety) sind kodifizierte Warnhinweise zur Charakterisierung der Gefahrenmerkmale von einzelnen Gefahrstoffen (Elementen und chemischen Verbindungen) sowie daraus hergestellten gefährlichen Zubereitungen, welche sich aus der Einstufung dieser Substanzen ergeben. Sie sind zusammen mit den Gefahrenbezeichnungen und den jeweils dazu gehörenden Gefahrensymbolen die wichtigsten Hilfsmittel für die innerhalb der EU vorgeschriebenen Gefahrstoffkennzeichnung. R- und S-Sätze bestehen aus einem Risikoteil (R) und einem Sicherheitsteil (S), beide kombiniert mit einer Zahl. Diese R- und S-Sätze haben in allen Sprachen die gleiche Bedeutung.

#### Glossar

Das Glossar bietet Ihnen Definitionen der häufigsten verwendeten chemischen Geräte sowie weitere wissenswerte Informationen. Auf der linken Seite können Sie einen Baum mit den Einträgen sehen. Oben sind chemische Formeln, darunter ein weiterer Baum mit Laborgeräten zu erkennen.

Im oberen Teil des Fensters finden Sie eine Suchleiste. Wenn Sie etwas eingeben, passen sich die Bäume links sofort an. Der kleine Knopf rechts neben der Suchleiste löscht den Inhalt der Leiste.

das Glossar

#### Daten grafisch darstellen

Im Dialog Daten grafisch darstellen können Sie einige Informationen über Elemente als Grafik anzeigen lassen. Auf der X-Achse wird ein Bereich von Elementen als Zahlen angezeigt. Diesen Bereich können Sie mit den Feldern Erstes Element und Letztes Element im Dialog einstellen.

der Dialog Daten grafisch darstellen

&kalzium; kann einige Daten über einen Bereich von Elementen grafisch darstellen.

#### Gleichungslöser

Mit dem Gleichungslöser können Sie chemische Gleichungen lösen. Hier ein Beispiel:

> aH2O + bCO2 -> cH2CO3

Die errechnete Gleichung wird auf der rechte Seite des Fensters angezeigt. Wie Sie im ersten Beispiel erkennen können, ist es möglich den Wert für einen oder mehrere Koeffizienten festzulegen. Die anderen Koeffizienten werden entsprechend angepasst. Weiterhin können auch Klammern um Elemente und Elektronenladungen verwendet werden, wie in den letzten beiden Beispielen gezeigt wird.

der Dialog Gleichungslöser

&kalzium; kann chemische Gleichungen lösen

#### Seitenleiste

##### Übersicht

Übersicht

Das Unterfenster Übersicht ist das erste, und es zeigt Ihnen die wichtigsten Informationen des Elements, über dem sich der Mauszeiger befindet.

##### Aggregatzustand

Das Unterfenster Aggregatzustand ist das zweite in der Seitenleiste.

Als erstes werden Ihnen folgende Symbole und Text gezeigt:

der Dialog Aggregatzustand

&kalzium; kann Ihnen anzeigen, welche Elemente bei einer bestimmten Temperatur fest/flüssig/gasförmig sind.

##### Zeitstrahl

Mit dem Zeitleiste können Sie erkunden, welche Elemente zu einer bestimmten Zeit bekannt waren. Das ist eine großartige Möglichkeit, ein Gefühl für die Entwicklung des Periodensystems der Elemente zu bekommen. Wenn Sie den Regler bewegen, werden Sie feststellen, dass einige Elemente verschwinden, wenn Sie ihn nach links bewegen, sie erscheinen wieder, wenn Sie ihn zurück nach rechts bewegen. Außerdem verändert sich gleichzeitig die angezeigt Jahreszahl.

Die Jahreszahl zeigt das eingestellte Jahr an. Wenn Sie den Regler &eg; auf 1856 bewegen, sehen Sie nur die Elemente, die im Jahr 1856 bekannt waren.

Sie werden bemerken, dass einige Elemente auch heute noch nicht angezeigt werden. Das hängt damit zusammen, dass einige Elemente theoretisch möglich sind, aber noch nicht entdeckt wurden.

der Zeitstrahl

Das Periodensystem in der Vergangenheit (bekannte Elemente im Jahr 1856)

##### Berechnen

Das Unterfenster Berechnen ist das letzte in der Seitenleiste. Es erlaubt Ihnen das Gewicht von Molekülen zu berechnen.

Als erstes werden Ihnen folgende Symbole und Text gezeigt:

Berechnen

Berechnen

##### Legende anzeigen

Hier schalten Sie die Anzeige der Legende für das gewählte Schema (Gruppen, Familien, Blöcke) ein und aus. In der Voreinstellung wird die Legende angezeigt, aber wenn Sie die Anzeige ausschalten, gilt dies auch für die anderen Schemata, bis Sie die Anzeige wieder einschalten. &kalzium; speichert diese Einstellung beim Programmende, sodass beim nächsten Start des Programms diese Einstellung wiederhergestellt wird.

## &kalzium; einrichten

&kalzium; hat viele Optionen, die Sie im Dialog zur Einstellung im Menü unter Einstellungen &kalzium; einrichten ... > erreichen können.

Der Dialog &kalzium; einrichten
Farben

In dem Unterfenster Farben wählen Sie die unterschiedlichen Farben für jedes Schema.

Der Dialog &kalzium; einrichten
Einheiten

Im Unterfenster Einheiten können Sie die Einheiten einstellen. Sie können auswählen, ob Sie lieber kJ/mol oder eV als Einheiten anzeigen lassen. Die Temperatur ist in der Voreinstellung in Kelvin, Sie können aber auf Celsius oder Fahrenheit umstellen.

Der Dialog &kalzium; einrichten
Sonstiges

Im Unterfenster Sonstiges können Sie einstellen, ob die Atommassen oder die nur die Elementnummern im Periodensystem angezeigt werden.

## Befehlsreferenz

### Menüs und Tastenkürzel

#### Das Menü Datei

Datei Speichern unter ...

  Speichert das angezeigte Periodensystem als Bild.

&Ctrl;Q Datei Beenden

  Beendet &kalzium;.

#### Das Menü Ansicht

Ansicht Nummerierung Keine Nummerierung

  Zeigt keine Nummerierungsschema.

Ansicht Nummerierung IUPAC

  Zeigt die IUPAC-Nummerierung an.

Ansicht Nummerierung CAS

  Zeigt die CAS-Nummerierung an.

Ansicht Nummerierung IUPAC (alt)

  Zeigt die alte IUPAC-Nummerierung an.

Ansicht Schema Schwarzweiß

  Zeigt alle Elemente in einer Farbe an.

Ansicht Schema Blöcke

  Zeigt die vier Blöcke der Elemente an.

Ansicht Schema Symbolisch

  Zeigt jedes Element als Symbol an.

Ansicht Schema Familien

  Zeigt die Familien der Elemente an.

Ansicht Schema Gruppen

  Zeigt die Gruppen der Elemente farbig an.

Ansicht Farbverlauf Kein Farbverlauf

  Zeigt keine Farbverläufe in der Tabelle an.

Ansicht Farbverlauf Kovalenter Radius

  Zeigt den Kovalenzradius der Elemente an.

Ansicht Farbverlauf van der Waals

  Zeigt den Van-der-Waals-Radius der Elemente an.

Ansicht Farbverlauf Atommasse

  Zeigt die Atommasse der Elemente an.

Ansicht Farbverlauf Siedepunkt

  Zeigt den Siedepunkt der Elemente an.

Ansicht Farbverlauf Schmelzpunkt

  Zeigt den Schmelzpunkt der Elemente an.

Ansicht Farbverlauf Elektronen-Negativität (Pauling)

  Zeigt die Elektronen-Negativität der Elemente an.

Ansicht Farbverlauf Elektronen-Affinität

  Zeigt die Elektronen-Affinität der Elemente an.

Ansicht Farbverlauf Datum der Entdeckung

  Zeigt das Entdeckungsdatum für jedes Element an, jedes Jahrhundert wird in einer anderen Hintergrundfarbe dargestellt.

Ansicht Farbverlauf Erste Ionisation

  Zeigt für alle Element die erforderliche Energie für die erste Ionisation an.

Ansicht Tabellen Tabelle: Klassisches Periodensystem

  Zeigt das klassische Periodensystem mit allen Elementen an.

Ansicht Tabellen Tabelle: Kurzes Periodensystem

  Zeigt ein Periodensystem ohne die Übergangselemente an. Zitat aus der deutschen Wikipedia: Die chemischen Elemente mit den Ordnungszahlen von 21 bis 30, 39 bis 48, 57 bis 80 und 89 bis 112 werden üblicherweise als Übergangselemente bezeichnet. Da diese Elemente alle Metalle sind, wird auch der Ausdruck Übergangsmetalle benutzt. Dieser Name ist in ihrer Position im Periodensystem begründet, da sich dort der Übergang durch die aufeinanderfolgende Zunahme von Elektronen in den d-Atomorbital entlang jeder Periode zeigt. Übergangselemente werden chemisch von der IUPAC als Elemente, die eine unvollständige d-Schale besitzen oder Ionen mit einer unvollständigen d-Schale ausbilden, definiert.

Ansicht Tabellen Tabelle: Übergangselemente

  Zeigt ein Periodensystem einschließlich der Übergangselemente an.

Ansicht Tabellen Tabelle: DZ-Periodensystem

  Diese Darstellung des Periodensystems entspricht dem Vorschlag des Deutschen Zentralausschusses für Chemie.

Ansicht Legende anzeigen/ausblenden

  Schaltet die Anzeige der Legende ein und aus.

Ansicht Seitenleiste anzeigen/ausblenden

  Blendet die Seitenleiste ein bzw. aus.

#### Das Menü Extras

Extras Daten grafisch darstellen ...

  Öffnet einen Dialog zur grafischen Darstellung von Daten.

Extras Isotopentabelle ...

  Öffnet einen Dialog mit der grafischen Darstellung von Isotopen aller Elemente.

Extras Glossar ...

  Zeigt das Glossar mit Informationen über Laborgeräte und Fachbegriffe aus der Chemie und Physik.

Extras Gleichungslöser ...

  Zeigt einen Dialog zur Berechnung chemischer Gleichungen.

Extras Chemiedaten-Dateien konvertieren ...

  Öffnet einen Dialog, in dem Sie eine große Anzahl von verschiedenen chemischen Dateiformaten und Datentypen mithilfe der Bibliothek Open Babel importieren und exportieren können.

Extras R- und S-Sätze

  Öffnet den Dialog Risiko- und Sicherheitssätze.

Extras Tabellen ...

  Zeigt einen Dialog mit dem Griechischen Alphabet und Numerischen Präfixen und römischen Ziffern.

Ansicht Extras Moleküleditor ...

  Öffnet den Dialog Molekulareditor.

Extras Daten exportieren ...

  Öffnet einen Dialog, in dem Sie Elemente und deren Eigenschaften für den Export der Daten in eine &HTML;-Datei auswählen können.

#### Das Menü Einstellungen

Einstellungen Werkzeugleiste anzeigen

  Blendet die Anzeige der Haupt-Werkzeugleiste ein bzw. aus.

Einstellungen Statusleiste anzeigen

  Blendet die Statusleiste ein bzw. aus.

Einstellungen Kurzbefehle festlegen ...

  Einrichten von Tastenkombinationen für den Aufruf unterschiedlicher Aktionen.

Einstellungen Werkzeugleisten einrichten ...

  Richtet die Einträge ein, die Sie in der Werkzeugleiste haben möchten.

Einstellungen &kalzium; einrichten ...

  Zeigt den Einstellungsdialog für &kalzium; an.

#### Das Menü Hilfe

&help.menu.documentation;

## Fragen und Antworten

Muss ich irgendwann etwas für &kalzium; bezahlen?

Nein, niemals. Aber der Autor freut sich immer über eine nette Mail oder eine DVD als Dankeschön. &kalzium; ist unter der GPL lizensiert, deshalb mussen Sie nie für das Programm bezahlen.

## Wie kann ich helfen?

Unterstützen Sie mich mit Daten.

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Suchen Sie Fehler oder machen Sie Verbesserungsvorschläge

Wenn Sie Fehler im Programm finden oder Vorschläge für Verbesserungen haben, lassen Sie es mich wissen unter &Carsten.Niehaus.mail;.

## Danksagungen und Lizenz

&kalzium;

Programm Copyright 2001-2005 Carsten Niehaus &Carsten.Niehaus.mail;

Mitwirkende:

- Pino Toscano toscano.pino@tiscali.it

Übersetzung: Thorsten Mürell thorsten@muerell.de

Übersetzung: Christoph Hamann chhamann@gmx.de

&underFDL; &underGPL;

## Installation

### Bezugsquellen von &kalzium;

&install.intro.documentation;

### Voraussetzungen

&kalzium; finden Sie auf der &kalzium;-Webseite. &kalzium; ist Teil des &kde;-Edu-Projektes.

### Kompilierung und Installation

&install.compile.documentation;

&documentation.index;