PSE in VR - Raumkonzepte für alle 118 Elemente

Konzeptdokument Version 1.0 - Januar 2026 | chemie-lernen.org

Tauchen Sie ein in eine immersive virtuelle Realität und erkunden Sie das Periodensystem der Elemente wie nie zuvor. Diese WebXR-basierte Anwendung bietet ein einzigartiges Lernerlebnis für Schüler, Lehrer und Chemie-Enthusiasten mit detaillierten Räumen für alle 118 Elemente.

🌟 Was ist das PSE in VR?

Das PSE in VR ist eine vollständige WebXR-basierte virtuelle Realität-Anwendung für das Periodensystem der Elemente. Nutzer können durch immersiv gestaltete Räume für jedes der 118 Elemente wandern, interaktive Experimente durchführen und gemeinsam mit anderen lernen.

Kernmerkmale

• Immersive 3D-Umgebung: Erkunden Sie alle 118 Elemente in einem virtuellen Raum
• 118 individuelle Element-Räume: Jedes Element hat einen thematisch gestalteten Raum
• 10 Experimentierräume: Von der Alchemistenwerkstatt bis zur Nano-Welt
• Gefahrfreie Experimente: Simulieren Sie gefährliche chemische Reaktionen sicher
• Multiplayer-Unterstützung: Lernen Sie gemeinsam mit anderen in virtuellen Räumen
• Browser-basiert: Keine Installation erforderlich - funktioniert direkt im Webbrowser

🏰 Lobby & Eingangsbereich

Hauptlobby - Das Herz der Elemente

Konzept: Zentraler Raum als gigantisches Atom gestaltet - pulsierender Kern mit Elektronenbahnen als schwebende Pfade zu den Element-Räumen. Dynamische Beleuchtung durchläuft alle Elementgruppen-Farben.

Visuelle Elemente:

• 3D-Hologramm des Periodensystems an den Wänden
• Schwebende Elektronenbahnen als Teleportationspfade
• Kosmisches Soundscape mit subtilen Frequenzen

Interaktive Features:

• Teleportation zu allen 118 Elementen durch Berühren
• Sprachsuche: “Zeige mir Eisen” lässt Element aufleuchten
• Filter nach Elementfamilie, Aggregatzustand, Entdeckungsjahr
• Quiz-Modus und Multiplayer-Lernbereich

Einführungstunnel - Zeitreise der Chemie

Immersiver Durchgang mit holographischen Szenen: Von Lavoisier bis Mendelejew - die Geschichte der Elemententdeckung visualisiert.

Orientierungsbereich

• Tutorial-Station für Erstnutzer
• Avatar-Anpassung (Laborkittel-Styles)
• Leaderboard und Achievement-Wand

🔬 Spezielle Experimentierräume

1. Reaktionslabor - Die Alchemistenwerkstatt

Ausstattung: Bunsenbrenner, Reagenzgläser, digitale Waage, Spektrometer. Alle 118 Elemente als virtuelle Proben verfügbar.

Experimente:

• Alkalimetalle in Wasser (Zeitlupe)
• Thermitreaktion
• Elefantenzahnpasta
• Knallgas-Reaktion
• Fluorreaktion

2. Nuklearphysik-Kammer

Design: Kernkraftwerk-Kontrollraum mit Hochsicherheits-Ästhetik.

Experimente:

• Kernspaltung (U-235)
• Kernfusion (Sonne)
• Radioaktive Zerfallsketten
• Halbwertszeit-Visualisierung
• Geigerzähler

3. Elektrochemie-Labor

• Lithium-Ionen-Batterie erkunden
• Galvanische Zellen bauen
• Wasserelektrolyse
• Korrosionsexperimente

4. Organische Chemie - Kohlenstoff-Universum

• Begehbare DNA-Doppelhelix
• Proteinfaltung in Echtzeit
• Polymerisation visualisieren
• Medikamentenbindung

5. Extreme Bedingungen - Grenzen der Materie

• Superfluid-Helium
• Plasma im Sonneninneren
• Metallischer Wasserstoff unter Jupiter-Druck
• Bose-Einstein-Kondensat

6. Industrielle Anwendungen

• Haber-Bosch-Prozess
• Stahlproduktion im Hochofen
• Halbleiterproduktion
• Erdölraffinerie

7. Historisches Labor

Rekonstruierte Labore:

• Marie Curies Paris (Radium)
• Lavoisiers Werkstatt (Sauerstoff)
• Mendelejews Arbeitszimmer
• Faradays Elektrolabor

8. Weltraumchemie

• Sternennukleosynthese
• Meteoriten-Analyse
• Marsboden virtuell untersuchen
• Interstellare Molekülwolken

9. Nano-Welt

Auf atomare Größe schrumpfen:

• Kristallgitter durchspazieren
• Elektronenorbitale von innen sehen
• Kohlenstoff-Nanoröhren durchqueren

10. Challenge-Arena

Gamifizierter Wettkampf:

• Reaktionsgleichungen auf Zeit
• Element-Trivia-Duell (Multiplayer)
• PSE-Puzzle
• Escape Room

🔥 Alkalimetalle (Gruppe 1)

Farbschema: Warme Rottöne. Wasser-verboten-Warnschilder überall.

H - Wasserstoff (1)

Thema: Der Ursprung - Kosmischer Raum mit Urknall-Animation, Wasserstoffwolken bilden Sterne.

Interaktionen:

• Knallgasreaktion
• Brennstoffzelle bedienen
• Hindenburg-History
• Fusion in der Sonne beobachten

Li - Lithium (3)

Thema: Energiespeicherstation - Gigantische Li-Ion-Batterien, Elektroauto-Ladestationen.

Interaktionen:

• Batterie-Innenleben
• Li in Wasser (rote Flamme)
• Bolivianische Salzwüste
• Psychopharmazeutische Anwendung

Na - Natrium (11)

Thema: Küche der Elemente - Riesige Salzstreuer, Natriumdampflampen (orange).

Interaktionen:

• Na schneiden (butterweich)
• Na in Wasser (gelbe Flamme)
• NaCl-Kristall bauen
• Na/K-Pumpe in Nerven

K - Kalium (19)

Thema: Tropischer Garten - Bananenplantage, Herzmuskel-Visualisierung.

Interaktionen:

• K in Wasser (violette Flamme)
• Düngemittelproduktion
• Herzrhythmus mit K-Werten

Rb - Rubidium (37)

Thema: Zeitmesser-Labor - Atomuhren, GPS-Satelliten, rubinrotes Glühen.

Interaktionen:

• Atomuhr-Funktion
• Spektroskopie
• Extreme Reaktivität
• GPS-Zeitsync

Cs - Caesium (55)

Thema: Präziseste Zeit - SI-Sekunden-Definition, goldglänzendes Metall (Schmelzpunkt 28°C!).

Interaktionen:

• Schmelzen in der Hand
• Größte Alkalimetall-Wasserexplosion
• Goiania-Unfall (Cs-137)

Fr - Francium (87)

Thema: Phantom-Element - Nebelig, instabil, nur Simulationen (nie makroskopisch beobachtet).

Interaktionen:

• Halbwertszeit-Timer (22 min!)
• Hypothetische Wasserreaktion
• Geschichte Marguerite Perey
• Seltenste natürliches Element (~30g auf Erde)

🌿 Erdalkalimetalle (Gruppe 2)

Farbschema: Erdige Grün-/Brauntöne. Themen: Knochen, Baustoffe, Feuerwerk.

Be - Beryllium (4)

Edelstein-Gewölbe: Smaragde/Aquamarine (enthalten Be!), James-Webb-Spiegel, Röntgenfenster. Warnung: Hochgiftig!

Mg - Magnesium (12)

Lichtshow: Blendend weiße Mg-Blitzlichter, Autofelgen, Chlorophyll-Visualisierung. Mg-Band anzünden!

Ca - Calcium (20)

Skelett-Kabinett: Riesige Knochenstrukturen, Kalkhöhlen mit Tropfsteinen, Kreide-Klippen. Durch einen Knochen spazieren!

Sr - Strontium (38)

Feuerwerks-Fabrik: Rote Feuerwerke am Nachthimmel, schottische Landschaft (Strontian). Feuerwerk selbst designen!

Ba - Barium (56)

Röntgen-Kabinett: Kontrastmittel-Simulation, grüne Feuerwerke, Bologna-Stein (Phosphoreszenz).

Ra - Radium (88)

Leuchtendes Geheimnis: Marie Curies Labor, bläulich-grünes Leuchten, Radium-Mädchen-Geschichte, 2 Nobelpreise.

⚙️ Übergangsmetalle (Gruppen 3-12)

Farbschema: Metallisch-industriell. Schmieden, Fabriken, technologische Anwendungen.

Ausgewählte Elemente

Sc - Scandium (21)

Sportarena: Leichtbau-Sportgeräte, MIG-29 Kampfjet. Eines der teuersten Metalle.

Ti - Titan (22)

Flugzeughalle: SR-71 Blackbird, medizinische Implantate, Guggenheim Bilbao. Biokompatibilität!

Fe - Eisen (26)

Die Schmiede: Mittelalterliche Werkstatt + Hochofen, Eiffelturm, Hämoglobin/Blut, Erdkern. Wichtigstes Metall der Geschichte!

Cu - Kupfer (29)

Elektrisches Herz: Kupferkabel, Freiheitsstatue (grüne Patina), Bronze. Erstes Metall der Menschheit!

Au - Gold (79)

Schatzkammer: Fort Knox + Pharaonengrab, Tutanchamun-Maske, Elektronik. Einziges gelbes Metall (relativistische Effekte)!

Hg - Quecksilber (80)

Alchimistenlabor: Flüssiges Silber, antike Thermometer, Qin Shi Huangs Grab. Einziges flüssiges Metall bei RT!

Rf-Cn (104-112): Transactinoide

Superheavy Element Lab: Teilchenbeschleuniger, Millisekunden-Halbwertszeiten, Nobelpreisträger-Galerie (Rutherford, Meitner…). Insel der Stabilität suchen!

💎 Hauptgruppenelemente (Gruppen 13-18)

Gruppe 13 - Borgruppe

B (5): Wüstenoase - Death Valley/Borax, Borsilikatglas (Pyrex), härteste Materialien. Al (13): Flugzeugfabrik - Hall-Héroult, Napoleon III Besteck (teurer als Gold!), Thermit. Ga (31): Zaubertrick - Schmilzt in der Hand (29,8°C)! LEDs, Halbleiter.

Gruppe 14 - Kohlenstoffgruppe

C (6): Lebensuniversum - Diamant, Graphit, Fullerene, DNA. Mehr Verbindungen als alle anderen Elemente zusammen! Si (14): Silicon Valley - Transistoren, Solarzellen. Zweithäufigste Erdkrusten-Element, digitale Ära. Sn (50): Bronzezeit-Werkstatt - Zinnpest-Zeitraffer, Orgelpfeifen, Zinngeschrei. Pb (82): Römisches Reich - Aquädukte (Plumbum), Röntgensschutz. Schwerstes stabiles Element!

Gruppe 15 - Stickstoffgruppe

N (7): Die Atmosphäre - 78% Luft, flüssiger N2, Haber-Bosch. Ernährt halbe Menschheit! P (15): Lichtträger - Weißer Phosphor glüht! DNA/ATP, Streichhölzer. Entdeckt als Urin-Rückstand! As (33): Gift-Kabinett - Viktorianische Arsen-Tapeten, Napoleon-Mysterium. König der Gifte!

Gruppe 16 - Chalkogene

O (8): Atem-Zentrum - Lunge, Ozonschicht, Feuer, Photosynthese. 21% perfekte Balance! S (16): Der Vulkan - Gelbe Schwefelflampen, Schwarzpulver. Brimstone der Bibel!

Gruppe 17 - Halogene

F (9): Schutzzone - Teflon, Zahnpasta, Gore-Tex. Reaktivstes aller Elemente - greift Glas an! Cl (17): Schwimmbad - Desinfektion, WWI-Giftgas. Rettet Millionen (Wasser), nahm Millionen (Gas)! Br (35): Totes Meer - Einziges flüssiges Nichtmetall! Tyrianischer Purpur, Bromos = Gestank.

Gruppe 18 - Edelgase

Farbschema: Neonlicht passend zur Gasentladungsfarbe.

He (2): Sonnenstation - Stimmenverzerrung, Superfluides He (kriecht!), MRT. Erstes im All entdecktes Element! Ne (10): Neonstadt - Las Vegas, orange-rotes Leuchten. Neos = neu. Ar (18): Schweißerwerkstatt - WIG-Schweißen. Häufigstes Edelgas (1% Atmosphäre)! Xe (54): Weltraum-Antrieb - Ionentriebwerke, Narkose. Bewies 1962: Edelgase können reagieren! Rn (86): Der Keller - Unsichtbare Gefahr, Radon-Messung. Zweigrößte Lungenkrebs-Ursache!

🌈 Lanthanoide (Seltene Erden)

Farbschema: Futuristisch, glühende Farben, Hightech-Anwendungen.

La (57): Hybridauto-Garage - NiMH-Batterien, Zündsteine. Namensgeber der Reihe. Ce (58): Selbstreinigende Stadt - Ferrocer-Feuerzeuge, Autokatalysatoren. Häufigstes Lanthanoid! Nd (60): Magnet-Spielplatz - Stärkste Permanentmagnete! Festplatten, Windturbinen, Kopfhörer. Eu (63): Sicherheits-Zentrum - Rot phosphoreszierend in Euro-Scheinen! Gd (64): MRT-Zentrum - Kontrastmittel, höchste Neutronenabsorption.

☢️ Actinoide

Farbschema: Hochsicherheits-Ästhetik, bläuliche Cherenkov-Strahlung, Geigerzähler.

Ac (89): Strahlen-Ursprung - Blaues Cherenkov-Leuchten. Namensgeber der Reihe. Th (90): Reaktor der Zukunft - Thorium-Flüssigsalz-Reaktoren, sicherer als Uran. Thor (Gott). U (92): Manhattan-Projekt - Atompilz, fluoreszierendes Uranglas! Schwerstes häufiges natürliches Element. Pu (94): Energiegigant - Fat Man, Voyager-RTG. Tödlichste Substanz - Mikrogramm können töten! Es (99): Einstein-Memorial - Entdeckt in H-Bomben-Fallout (Ivy Mike 1952).

🎮 Technologie-Stack

• WebXR API: Moderne VR/AR-Standards für das Web
• Three.js: Leistungsfähige 3D-Rendering-Engine
• WebGL: Hardware-beschleunigte Grafikdarstellung
• Mozilla Hubs: Plattform für kollaborative VR-Erfahrungen

📱 Kompatibilität & Steuerung

VR-Headsets

• Meta Quest 2/3, HTC Vive Series, Valve Index, Windows Mixed Reality
• Alle WebXR-kompatiblen Geräte

Desktop-Browser

• Chrome 90+, Firefox 88+, Edge 90+ (mit WebXR)

Steuerung

VR-Controller:

• Trigger: Elemente auswählen
• Griff-Taste: Objekte greifen
• Joystick: Fortbewegung

Desktop:

• Maus: Umsehen
• W/A/S/D oder Pfeiltasten: Bewegen
• Klick: Maussteuerung aktivieren

🏆 Pädagogischer Nutzen

Für Schüler

• Visuelles Lernen: 3D-Darstellung fördert das räumliche Verständnis
• Interaktiver Ansatz: Aktives Erkunden statt passivem Konsum
• Motivierend: Gamification-Elemente machen Chemie-Lernen spannend

Für Lehrer

• Innovative Unterrichtsmethoden: Integration modernster Technologie
• Sichere Experimente: Gefährliche Reaktionen ohne Risiko simulieren
• Kollaboratives Lernen: Mehrere Schüler können gemeinsam im VR-Raum arbeiten

🎯 Technische Umsetzung

Konsistente Features pro Raum

• Informationstafel: Symbol, Name, Ordnungszahl, Masse, Elektronenkonfiguration
• 3D-Atom-Modell: Bohr für Anfänger, Orbitale für Fortgeschrittene
• Audio-Guide für Barrierefreiheit
• Teleportation zum nächsten/vorherigen Element + Lobby
• 2-3 interaktive Experimente pro Raum
• Quiz-Station für Gamification

Farbcodierung

• Alkalimetalle: #FF6B6B
• Erdalkalimetalle: #FFA94D
• Übergangsmetalle: #74B9FF
• Lanthanoide: #D63384
• Actinoide: #4A69BD
• Metalle (13-16): #20C997
• Metalloide: #17A2B8
• Nichtmetalle: #FFC107
• Halogene: #00D9FF
• Edelgase: Gasentladungsfarbe

Entwicklungsphasen

Phase 1 (MVP): Lobby + 10 Elemente (H, C, N, O, Na, Fe, Cu, Au, U, He)

Phase 2: Alle Hauptgruppen + Reaktionslabor

Phase 3: Übergangsmetalle + weitere Experimentierräume

Phase 4: Lanthanoide, Actinoide, Transactinide, volle Gamification

Pädagogische Standards

• Lehrplanorientiert (Sek I/II)
• Drei Schwierigkeitsstufen: Anfänger, Fortgeschritten, Experte
• Mehrsprachigkeit: DE, EN Mindeststandard
• Barrierefreiheit: Untertitel, Audio, Farbblindheits-Modi

🚀 Starten Sie die VR-Erfahrung

📚 Weiterführende Ressourcen

• Interaktives Periodensystem 3D
• Molekülstudio
• Artikel: Interdisziplinäre VR-Kooperation
• Roadmap
• PSE in VR Release Ankündigung

💡 Tipps für die erste Nutzung

1. Starten Sie ohne VR: Testen Sie zuerst die Desktop-Version
2. Nehmen Sie sich Zeit: Gewöhnen Sie sich an die Steuerung
3. Nutzen Sie die Hilfefunktion: Die integrierte Anleitung erklärt alle Features
4. Experimentieren Sie: Probieren Sie verschiedene Interaktionen aus
5. Arbeiten Sie zusammen: Laden Sie Kollegen zum Multiplayer-Lernen ein

📞 Support und Feedback

Haben Sie Fragen oder Anregungen? Wir freuen uns über Ihr Feedback!

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Konzeptdokument Version 1.0 - Januar 2026

Zuletzt aktualisiert: 4. Januar 2026