Chemie: Moleküle und Gleichungen

Zwei Komponenten für Chemie-Inhalte: <molecule> zeichnet eine Strukturformel aus einem SMILES-String, und \ce{...} (mhchem, Teil von KaTeX) setzt eine ausgeglichene Reaktionsgleichung. Beides ist nur Markup — dahinter stecken keine Chemiedaten, für die Richtigkeit bist also du zuständig.

Strukturformeln: SMILES

SMILES (Simplified Molecular Input Line Entry System) ist die Standard-Textnotation für Moleküle. <molecule> rendert einen SMILES-String als Strukturformel-Bild:

<molecule smiles="O" name="Wasser" />

Wasser

Attribute: smiles (erforderlich), name (Beschriftung unter der Zeichnung), width / height in px (Standard 420×300).

Weitere Beispiele

Koffein:

<molecule smiles="CN1C=NC2=C1C(=O)N(C(=O)N2C)C" name="Koffein" width="360" height="280" />

Aspirin (Acetylsalicylsäure):

<molecule smiles="CC(=O)Oc1ccccc1C(=O)O" name="Aspirin" />

Du musst SMILES nicht auswendig schreiben: PubChem listet auf seinen Seiten für jede Substanz einen SMILES-String, und die meisten Struktureditoren (z.B. ChemDraw, MolView) exportieren ihn direkt. Ein paar, die man kennen sollte: O ist Wasser, CCO ist Ethanol, c1ccccc1 ist Benzol (Kleinbuchstaben = aromatische Ringatome).

Layout, Bilder, Annotation

Das Layout funktioniert wie bei einem Bild: Ziehe den Griff in der Editor-Vorschau, um die Grösse zu ändern, oder verwende die Ausrichtungs-Buttons, um links/mittig/rechts auszurichten oder Text umfliessen zu lassen — das schreibt display-width, align und wrap zurück in den Tag.

Die Zeichnung ist ein normales Bild, also können Schülerinnen und Schüler sie mit den Stiften annotieren, und ein <ai-feedback>-Tag im selben Abschnitt greift sie auf — so baust du Aufgaben wie «Kreise die funktionelle Gruppe ein» oder «Beschrifte die polaren Bindungen» (siehe Code-Editoren und Bewertung für <ai-feedback>).

Warum es etwas anders aussieht als in deinem Lehrbuch

Das Layout wird generiert, nicht gezeichnet: Bindungswinkel und wo eine Kette knickt, entscheidet der Renderer. Die Elementfarben folgen der üblichen Konvention (O rot, N blau), und im Dark Mode wird nur die schwarze Tinte aufgehellt. Fehlerhafte SMILES machen die Seite nicht kaputt — das Bild selbst zeigt, was der Parser beanstandet hat.

Reaktionsgleichungen: mhchem

Für Gleichungen verwende lieber die mhchem-Erweiterung von KaTeX (\ce{...}) statt handgebautem \mathrm{} — sie kennt chemiespezifische Abstände, Indizes und Pfeiltypen.

Verbrennung von Methan:

$$\ce{CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O}$$

$\ce{CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O}$

Eine reversible Reaktion (Haber-Bosch-Verfahren), mit Aggregatzustandssymbolen:

$$\ce{N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)}$$

$\ce{N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)}$

Säuredissoziation, mit Ladungen:

$$\ce{CH3COOH <=> CH3COO- + H+}$$

$\ce{CH3COOH <=> CH3COO- + H+}$

\ce{} behandelt die übliche Notation automatisch: Zahlen nach einem Element werden zu Indizes (H2O), +/- nach einer Spezies werden zu Ladungen, -> und <=> werden zum richtigen Pfeilstil, und die Zustandssymbole (g)/(l)/(s)/(aq) erhalten den korrekten Abstand. Es funktioniert inline ($\ce{H2O}$) oder als Block ($$\ce{...}$$) genau wie jeder andere KaTeX-Ausdruck — siehe Mathematik und Funktionsplotter für die allgemeinen Inline-/Block-Regeln.

Chemie-Spickzettel