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Ar­beits­blatt: Elek­tro­nen­ab­stän­de zum Kern

Kom­pe­ten­zen:

In­halt pbK ibK
Die Io­ni­sie­rungs­en­er­gi­en bei Ato­men einer Pe­ri­ode las­sen sich gut ver­glei­chen, da die Ab­stän­de Elek­tron-Kern ver­gleich­bar groß sind. Je grö­ßer die Kern­la­dung, desto höher ist die Io­ni­sie­rungs­en­er­gie und desto klei­ner ist der Ab­stand.

2.1.13 ihr phy­si­ka­li­sches Wis­sen an­wen­den, um Pro­blem- und Auf­ga­ben­stel­lun­gen ziel­ge­rich­tet zu lösen

2.2.2 funk­tio­na­le Zu­sam­men­hän­ge zwi­schen phy­si­ka­li­schen Grö­ßen ver­bal be­schrei­ben (zum Bei­spiel „je-desto“-Aus­sa­gen)

2.2.6 Sach­in­for­ma­tio­nen und Mess­da­ten aus einer Dar­stel­lungs­form ent­neh­men

3.3.1 (3) die Funk­ti­on von Mo­del­len in der Phy­sik er­läu­tern (an­hand des Teil­chen­mo­dells und der Mo­dell­vor­stel­lung von Ato­men)

3.3.4 (1) die Struk­tur der Ma­te­rie im Über­blick be­schrei­ben und den Auf­bau des Atoms er­läu­tern (Atom­hül­le, Atom­kern, Elek­tron, Pro­ton, Neu­tron, Quarks, Kern­la­dungs­zahl, Mas­sen­zahl, Iso­to­pe)

Vor­aus­set­zun­gen:

Che­mie 3.​2.​1.​2 (1) Atome, Mo­le­kü­le und Io­nen­grup­pen als Stoff­teil­chen be­schrei­ben

  • Die Kraft zwi­schen einem Elek­tron und dem Kern hängt ent­schei­dend von deren Ab­stand ab.
  • Bei ge­rin­gem Ab­stand zwi­schen den Ob­jek­ten, d. h. bei grö­ße­rer An­zie­hungs­kraft, be­nö­tigt man mehr En­er­gie, um die Ob­jek­te wie­der voll­stän­dig zu tren­nen, als wenn diese weit aus­ein­an­der sind.

Ziele:

  • Den Zu­sam­men­hang zwi­schen der Größe der Io­ni­sie­rungs­en­er­gie und dem Ab­stand zwi­schen dem be­tref­fen­den Elek­tron und Kern er­ken­nen.
  • Die Ab­schir­mung der Kern­la­dung durch die nahe am Kern be­find­li­chen Elek­tro­nen er­ken­nen.
  • Ab­sto­ßen­de Kräf­te unter den Elek­tro­nen be­rück­sich­ti­gen.
  • Deut­li­che Un­ter­schie­de in den je­wei­li­gen Ab­stän­den zum Kern kön­nen fest­ge­stellt wer­den.

Pro­blem­stel­lung:

Wel­chen Ab­stand zum Kern haben die Elek­tro­nen im Atom?

Die fol­gen­de Gra­fik zeigt die Io­ni­sie­rungs­en­er­gi­en aller Elek­tro­nen der Atome Na­tri­um (Z=11), Ma­gne­si­um (Z=12) und Alu­mi­ni­um (Z=13).

Auf­ga­ben:

  1. Ver­glei­che die Ver­läu­fe der Io­ni­sie­rungs­en­er­gi­en bei die­sen 3 ver­schie­de­nen Ato­men und stel­le Ge­mein­sam­kei­ten her­aus.
  2. Gib an, nach wie vie­len Elek­tro­nen es je­weils zu deut­li­chen Sprün­gen in der Io­ni­sie­rungs­en­er­gie kommt.
  1. Be­schrei­be den Ver­lauf der Io­ni­sie­rungs­en­er­gi­en und er­läu­te­re, worin sich auf­grund die­ser Daten ein Cal­ci­uma­tom von den oben be­han­del­ten Ato­men un­ter­schei­det.

 

 

Ar­beits­blatt: Elek­tro­nen­ab­stän­de zum Kern: Her­un­ter­la­den [docx][33 KB]

 

Wei­ter zu Größe der Atome