Atombau und Periodensystem â Vertiefung
Wie viele Valenzelektronen besitzt ein Stickstoffatom (Ordnungszahl 7)?
ErklĂ€rung: Stickstoff steht in der V. Hauptgruppe. Die Elektronenverteilung ist 2-5, also befinden sich 5 Elektronen auf der Ă€uĂeren Schale (Valenzelektronen). Die Hauptgruppennummer gibt die Anzahl der Valenzelektronen an.
Die Elektronen eines Atoms sind auf verschiedenen ___ um den Atomkern angeordnet.
ErklĂ€rung: Im Schalenmodell (Bohr-Modell) bewegen sich die Elektronen auf bestimmten Energieniveaus, den sogenannten Schalen (K, L, M, N âŠ). Die innerste Schale (K) kann maximal 2, die zweite (L) maximal 8 Elektronen aufnehmen.
Lithium und Kalium besitzen gleich viele Valenzelektronen.
ErklĂ€rung: Richtig! Beide stehen in der I. Hauptgruppe und haben genau ein Valenzelektron â Lithium auf der L-Schale, Kalium auf der N-Schale. Elemente derselben Hauptgruppe haben immer gleich viele Valenzelektronen und deshalb Ă€hnliche chemische Eigenschaften.
Welche maximale Elektronenzahl fasst die dritte Schale (M-Schale)?
ErklĂ€rung: Die maximale Elektronenzahl pro Schale berechnet sich mit 2nÂČ. FĂŒr die M-Schale (n = 3): 2 Ă 3ÂČ = 18. In der Praxis werden im Schalenmodell fĂŒr die Hauptgruppenelemente bis zur 3. Periode aber nur 8 Elektronen auf der M-Schale besetzt.
Berechne die maximale Elektronenzahl der zweiten Schale (L-Schale) mit der Formel 2nÂČ.
ErklĂ€rung: FĂŒr die L-Schale gilt n = 2. Eingesetzt in die Formel: 2 Ă 2ÂČ = 2 Ă 4 = 8. Die L-Schale kann also maximal 8 Elektronen aufnehmen.
Welches Atom besitzt eine vollstĂ€ndig besetzte Ă€uĂere Elektronenschale?
ErklĂ€rung: Argon trĂ€gt 8 Elektronen auf der Ă€uĂeren Schale â die Edelgaskonfiguration. Diese stabile Elektronenverteilung macht die Edelgase (VIII. Hauptgruppe) extrem reaktionstrĂ€ge. Aluminium (3 Valenzelektronen) und Phosphor (5 Valenzelektronen) haben unvollstĂ€ndige AuĂenschalen und gehen deshalb Bindungen ein.
Die Nummer der Periode im Periodensystem gibt die Anzahl der besetzten Elektronen___ an.
ErklÀrung: Die Periodennummer entspricht der Anzahl der besetzten Elektronenschalen. Natrium (3. Periode) hat z. B. drei besetzte Schalen: K (2), L (8), M (1).
Ordne die Elektronenschalen nach steigender maximaler Elektronenzahl: L-Schale, K-Schale, M-Schale.
ErklĂ€rung: K-Schale: max. 2 Elektronen (2Ă1ÂČ), L-Schale: max. 8 Elektronen (2Ă2ÂČ), M-Schale: max. 18 Elektronen (2Ă3ÂČ). Die KapazitĂ€t nimmt mit steigender Schalennummer zu.
Ein Chloratom hat die Ordnungszahl 17. Wie viele Valenzelektronen besitzt es?
ErklĂ€rung: Chlor steht in der VII. Hauptgruppe. Die Elektronenverteilung ist 2-8-7. Es hat also 7 Valenzelektronen auf der Ă€uĂeren Schale. Die Hauptgruppennummer stimmt mit der Valenzelektronenzahl ĂŒberein.
Lithium, Natrium und CĂ€sium stehen alle in der I. Hauptgruppe. Welches Atom hat den gröĂten Atomradius?
ErklĂ€rung: CĂ€sium steht am weitesten unten â mit jeder Periode kommt eine weitere Elektronenschale hinzu, die Ă€uĂeren Elektronen sind weiter vom Kern entfernt. Wer Lithium wĂ€hlt, denkt vielleicht "mehr Kernladung zieht stĂ€rker an" â innerhalb einer Gruppe gewinnt aber die zusĂ€tzliche Schale.
Die Elemente der I. Hauptgruppe (auĂer Wasserstoff) heiĂen ___.
ErklÀrung: Die Alkalimetalle (Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, CÀsium, Francium) stehen in der I. Hauptgruppe. Sie haben ein Valenzelektron und sind sehr reaktive Metalle, die mit Wasser heftig reagieren.
Sauerstoff hat eine höhere ElektronegativitÀt als Kohlenstoff.
ErklÀrung: Richtig! Beide stehen in der 2. Periode, Sauerstoff aber weiter rechts. Innerhalb einer Periode nimmt die ElektronegativitÀt von links nach rechts zu, weil die Kernladung bei gleicher Schalenzahl steigt. Fluor hat die höchste ElektronegativitÀt aller Elemente.
Wie viele Protonen und Elektronen besitzt ein neutrales Schwefelatom (Ordnungszahl 16)?
ErklÀrung: In einem neutralen Atom ist die Anzahl der Protonen gleich der Anzahl der Elektronen. Die Ordnungszahl 16 gibt die Protonenzahl an, also hat Schwefel 16 Protonen und 16 Elektronen.
Welche Elektronenkonfiguration hat ein Natriumatom (Ordnungszahl 11)?
ErklÀrung: Natrium hat 11 Elektronen: K-Schale 2, L-Schale 8, M-Schale 1. Das eine Valenzelektron auf der M-Schale erklÀrt, warum Natrium in der I. Hauptgruppe steht und leicht ein Elektron abgibt.
Ordne die Halogene nach steigender Ordnungszahl: Brom, Chlor, Iod, Fluor.
ErklÀrung: Die Halogene (VII. Hauptgruppe) geordnet nach Ordnungszahl: Fluor (9), Chlor (17), Brom (35), Iod (53). Innerhalb der Gruppe nehmen Atomradius und Schmelzpunkt zu.
Magnesium hat die Ordnungszahl 12. Wie viele Elektronen befinden sich auf der L-Schale?
ErklÀrung: Magnesium (12 Elektronen): K-Schale = 2, L-Schale = 8, M-Schale = 2. Die L-Schale ist mit 8 Elektronen voll besetzt.
Ein Bromatom besitzt 7 Valenzelektronen.
ErklĂ€rung: Richtig! Brom steht in der VII. Hauptgruppe â die Hauptgruppennummer gibt die Anzahl der Valenzelektronen an. Wie alle Halogene strebt Brom danach, ein weiteres Elektron aufzunehmen, um die Edelgaskonfiguration zu erreichen.
Welches dieser Gase liegt bei Raumtemperatur einatomig vor?
ErklĂ€rung: Helium hat eine voll besetzte AuĂenschale (Edelgaskonfiguration) und muss keine Bindung eingehen â es bleibt einatomig. Wasserstoff und Sauerstoff erreichen eine stabile Elektronenverteilung erst durch Bindung und bilden deshalb zweiatomige MolekĂŒle (Hâ, Oâ).
Ein Atom des Elements X hat die Elektronenkonfiguration 2-8-7. Wie viele Protonen hat sein Atomkern?
ErklÀrung: Die Elektronenkonfiguration 2-8-7 ergibt 17 Elektronen insgesamt = 17 Protonen (Ordnungszahl 17 = Chlor). Die 7 Valenzelektronen zeigen: VII. Hauptgruppe (Halogene).
Beryllium, Magnesium und Barium stehen alle in der II. Hauptgruppe. Bei welchem Atom kostet es am wenigsten Energie, das Ă€uĂerste Elektron zu entfernen?
ErklĂ€rung: Barium steht am weitesten unten. Seine Valenzelektronen sind am weitesten vom Kern entfernt und werden durch die inneren Schalen abgeschirmt â die Ionisierungsenergie ist am kleinsten. Wer Beryllium wĂ€hlt, verwechselt "kleinstes Atom" mit "am leichtesten zu ionisieren"; kleine Atome halten ihre Elektronen am stĂ€rksten fest.
In welcher Hauptgruppe stehen die Alkalimetalle?
Antwort:
I. Hauptgruppe
ErklĂ€rung: Alkalimetalle haben ein einziges Valenzelektron. Sie geben es leicht ab und reagieren deshalb heftig â Natrium zischt auf Wasser.
In welcher Hauptgruppe stehen die Erdalkalimetalle?
Antwort:
II. Hauptgruppe
ErklĂ€rung: Zwei Valenzelektronen: Magnesium und Calcium bilden Ionen mit der Ladung 2+ (MgÂČâș, CaÂČâș).
In welcher Hauptgruppe stehen die Halogene?
Antwort:
VII. Hauptgruppe
ErklĂ€rung: Sieben Valenzelektronen â eines fehlt zur vollen Schale. Halogene nehmen deshalb gern ein Elektron auf und werden zu Ionen mit der Ladung 1â (Clâ»). âHalogen" heiĂt âSalzbildner".
In welcher Hauptgruppe stehen die Edelgase?
Antwort:
VIII. Hauptgruppe
ErklĂ€rung: Volle AuĂenschale (Helium: zwei Elektronen, die anderen acht). Edelgase reagieren kaum und kommen als einzelne Atome vor.
Warum reagieren Natrium und Kalium so Àhnlich, obwohl ihre Atome verschieden groà sind?
Hattest du es gewusst?
Antwort:
Weil beide genau ein Valenzelektron haben, das sie leicht abgeben.
ErklĂ€rung: Chemisch zĂ€hlt die Ă€uĂerste Schale. Gleiche Hauptgruppe heiĂt gleiche Zahl an Valenzelektronen â und damit gleiches Reaktionsverhalten. Kalium reagiert sogar noch heftiger, weil sein Valenzelektron weiter vom Kern entfernt und lockerer gebunden ist.
Welche Ladung trÀgt ein Ion eines Halogens, etwa Chlor?
Antwort:
einfach negativ (1â)
ErklĂ€rung: Ein Elektron aufgenommen, volle Schale erreicht: Clâ». Aus der Hauptgruppe lĂ€sst sich die Ionenladung ablesen â das brauchst du bei den Salzformeln (NaCl, MgClâ).
Welche Elemente gehören zu den Alkalimetallen?
Antwort:
Lithium, Natrium, Kalium
Zu welcher Elementfamilie gehört Lithium?
Antwort:
den Alkalimetallen
Zu welcher Elementfamilie gehört Natrium?
Antwort:
den Alkalimetallen
Zu welcher Elementfamilie gehört Kalium?
Antwort:
den Alkalimetallen
Welche Elemente gehören zu den Erdalkalimetallen?
Antwort:
Beryllium, Magnesium, Calcium
Zu welcher Elementfamilie gehört Beryllium?
Antwort:
den Erdalkalimetallen
Zu welcher Elementfamilie gehört Magnesium?
Antwort:
den Erdalkalimetallen
Zu welcher Elementfamilie gehört Calcium?
Antwort:
den Erdalkalimetallen
Welche Elemente gehören zu den Halogenen?
Antwort:
Fluor, Chlor, Brom, Iod
Zu welcher Elementfamilie gehört Fluor?
Antwort:
den Halogenen
Zu welcher Elementfamilie gehört Chlor?
Antwort:
den Halogenen
Zu welcher Elementfamilie gehört Brom?
Antwort:
den Halogenen
Zu welcher Elementfamilie gehört Iod?
Antwort:
den Halogenen
Welche Elemente gehören zu den Edelgasen?
Antwort:
Helium, Neon, Argon
Zu welcher Elementfamilie gehört Helium?
Antwort:
den Edelgasen
Zu welcher Elementfamilie gehört Neon?
Antwort:
den Edelgasen
Zu welcher Elementfamilie gehört Argon?
Antwort:
den Edelgasen