Klä­rung von Miss­ver­ständ­nis­sen

In­for­ma­ti­on

Auf­ga­be

1

Die Atome einer Haupt­grup­pe ste­hen im PSE un­ter­ein­an­der. Somit kön­nen Was­ser­stoff und He­li­um nicht zu einer Haupt­grup­pe ge­hö­ren. Nie­mals sind auf­ein­an­der fol­gen­de Atome zu­sam­men in einer Grup­pe.

Nenne die Atome der 1. Haupt­grup­pe und die Num­mer der Haupt­grup­pe mit dem Namen „Edel­ga­se“.

2

Eine Er­läu­te­rung kann nicht nur aus der Be­schrei­bung der fest­ge­stell­ten Tat­sa­che be­ste­hen, son­dern muss sie auch noch ver­ständ­li­cher ma­chen. Die Tat­sa­che ist, dass die Atome einer Haut­grup­pe mit zu­neh­men­der Ord­nungs­zahl grö­ßer wer­den. Die Er­läu­te­rung muss jetzt die­sen Sach­ver­halt ver­ständ­li­cher ma­chen.

Er­läu­te­re die Tat­sa­che, dass im Pe­ri­oden­sys­tem bei sehr vie­len Ele­men­ten ge­bro­che­ne Zah­len als Atom­mas­sen ste­hen.

3

Die Zu­nah­me der Atom­ra­di­en in­ner­halb einer Haupt­grup­pe von oben nach unten liegt daran, dass die Zahl der Pro­to­nen im Kern zwar zu­nimmt, diese auch die Elek­tro­nen­hül­le stär­ker zu­sam­men­zie­hen, aber die Elek­tro­nen von Atom zu Atom eine En­er­gie­stu­fe mehr zur Ver­fü­gung haben. Die erste Tat­sa­che spricht für eine Ab­nah­me des Atom­ra­di­us in einer Grup­pe von oben nach unten, die zwei­te für eine Zu­nah­me des Atom­ra­di­us. Es ist so, dass Elek­tro­nen auf den hohen En­er­gie­stu­fen sich mit ihrer hö­he­ren En­er­gie bes­ser gegen die An­zie­hungs­kraft des Kerns „weh­ren“ kön­nen. Des­halb wer­den die Atome einer Grup­pe trotz der hö­he­ren Pro­to­nen­zahl in der Regel etwas grö­ßer.

Er­läu­te­re den Ver­lauf der Io­ni­sie­rungs­en­er­gie in­ner­halb der zwei­ten Pe­ri­ode.

4

Die Ab­nah­me der Atom­ra­di­en in­ner­halb einer Pe­ri­ode liegt daran, dass bei die­sen Ato­men keine neue En­er­gie­stu­fe an­ge­fan­gen wird. Die in der Pe­ri­ode hin­zu­kom­men­den Elek­tro­nen haben also alle die­sel­be En­er­gie, aber der Kern wird von Atom zu Atom immer stär­ker an­zie­hend für die Elek­tro­nen, da die Pro­to­nen­zahl an­steigt. Des­halb wird die Atom­hül­le immer stär­ker zu­sam­men­ge­zo­gen, je grö­ßer die Ord­nungs­zahl ist. Dies än­dert sich erst wie­der, wenn die Elek­tro­nen die nächst hö­he­re En­er­gie­stu­fe be­set­zen, also zu Be­ginn der nächs­ten Pe­ri­ode.

Er­läu­te­re den Ver­lauf der Io­ni­sie­rungs­en­er­gie in­ner­halb der zwei­ten Pe­ri­ode.

5

Beim En­er­gie­stu­fen­mo­dell wer­den die Elek­tro­nen­zah­len auf, nicht unter die Linie ge­schrie­ben, die die Höhe der En­er­gie der Elek­tro­nen an­gibt. Gut wäre es auch, unten den Kern mit sei­ner Pro­to­nen­zahl da­zu­zu­schrei­ben, damit man einen Ver­gleich hat, ob die Ge­samt­e­lek­tro­nen­zahl stimmt. Wenn man die Elek­tro­nen aller Stu­fen zu­sam­men­zählt, muss bei un­ge­la­de­nen Ato­men die Zahl der Pro­to­nen her­aus­kom­men. Au­ßer­dem haben wir immer einen oben of­fe­nen „Topf“ um die Stu­fen ge­zeich­net, der die En­er­gie der Atom­hül­le dar­stel­len soll. Das Mo­dell­bild des Atoms ist dann ge­gen­über an­dern Zeich­nun­gen und Tex­ten ab­ge­grenzt.

Gib im En­er­gie­stu­fen­mo­dell kor­rekt an:
a) Chlo­ra­tom,
b) Na­tri­uma­tom,
c) zwei­fach po­si­tiv ge­la­de­nes Be­ryl­li­um-Ion,
d) ein­fach ne­ga­tiv ge­la­de­nes Fluor-Ion

6

Wenn es sich nicht um ein Atom, son­dern um ein ein­fach po­si­tiv ge­la­de­nes Ion han­delt, muss be­rück­sich­tigt wer­den, dass dem Teil­chen ein Elek­tron fehlt. Das Sym­bol für das Li­thi­um-Ion ist kor­rekt Li ⁺ , die Elek­tro­nen­zahl nur 2, da eines von den ur­sprüng­lich drei Elek­tro­nen des Atoms ab­ge­ge­ben wor­den ist. Somit gibt es in die­sem Teil­chen keine Va­len­z­elek­tro­nen mehr, da die obers­te En­er­gie­stu­fe kein Elek­tron mehr ent­hält.

No­tie­re zu den Teil­chen der vo­ri­gen Auf­ga­be:
Teil­chen­sym­bol,
Zahl der Pro­to­nen,
Elek­tro­nen
und Va­len­z­elek­tro­nen

7

Bei allen Ato­men gibt es zwei Ele­men­tar­teil­chen, die den Kern bil­den: Pro­to­nen (p ⁺ , po­si­tiv ge­la­den) und Neu­tro­nen (n, elek­trisch neu­tral). Aus­nah­me ist nur das ein­fa­che H-Atom. Die bei­den An­zah­len zu­sam­men müs­sen die Masse des Atoms in u er­ge­ben, da Pro­to­nen und Neu­tro­nen je­weils ziem­lich genau die Masse 1 u haben. Ein Ka­li­uma­tom mit der Masse 39 u kann also nicht nur 19 Nu­kleo­nen haben. 19 ist bei Ka­li­um die Ord­nungs­zahl, nicht die Mas­sen­zahl.

Be­schrei­be die Zu­sam­men­set­zung des Kerns

1. des Iso­tops Alu­mi­ni­um-27
2. des Atoms mit der Ord­nungs­zahl 20 und der Mas­sen­zahl 41.

8

Va­len­z­elek­tro­nen ge­hö­ren auch zur Atom­hül­le und wer­den in die Ge­samt­zahl der Elek­tro­nen ein­ge­schlos­sen. Ist ein  Ion durch Ab­ga­be aller Va­len­z­elek­tro­nen ent­stan­den, hat man ver­ein­bart zu sagen, „es hat keine Va­len­z­elek­tro­nen mehr“, da die obers­te En­er­gie­stu­fe des ur­sprüng­li­chen Atoms nicht mehr mit Elek­tro­nen be­setzt ist. Die ma­xi­ma­le An­zahl von Va­len­z­elek­tro­nen ist acht.

9

Das Na­tri­uma­tom ge­hört nicht zur 2. Pe­ri­ode, da für seine 11 Elek­tro­nen drei En­er­gie­stu­fen be­nö­tigt wer­den mit den Be­set­zungs­zah­len 2 + 8 +1. Somit ge­hört Na zur 3. Pe­ri­ode.

Be­grün­de, warum K und Ar zu ver­schie­de­nen Pe­ri­oden ge­zählt wer­den.