periodensystem

• elemente im PSe nach ihrer Protonenzahl (=Ordnungszahl) geordnet

• anzahl der Schalen der Hülle, die den Atomkern umgibt

• Spalte 1: Alkalimetalle (Wasserstoff)

• Spalte 2: Erdalkalimetalle (Beryllium)

• Spalte 3: Borgruppe (Bor)

• Spalte 4: Kohlenstoffgruppe (Kohlenstoff)

• Spalte 5: Stickstoffgruppe (Stickstoff)

• Spalte 6: Chalkogene (Sauerstoff)

• Spalte 7: Halogene (Fluor)

• Spalte 8: Edelgase (Helium)

• Metalle : links

• Nichtmetalle: rechts

• Halbmetalle zwischen drin -> dazu zählen die Elemente Bor, Silicium, Germanium, Arsen, Antimon, Bismut, Selen und Tellur.

H(H)eLiBeBCNOFNe NaMgAlSiPSClAr

• Heli Beb Cnofne Namgal Sipsclar,

• Element – je nach Stärke der Fähigkeit, Bindungselektronen in einer chemischen Bindung  an sich zu ziehen – ein Wert zugeordnet

Die EN im PSE nimmt von rechts oben nach links unten kontinuierlich ab

• innerhalb einer Periode von rechts nach links die Kernladungszahl abnimmt und innerhalb einer Gruppe die Anziehungskraft des Kerns auf die Valenzelektronen von oben nach unten durch größeren Abstand aufgrund zunehmender Schalen kleiner wird.

• wie viel Energie notwendig ist, um ein Elektron aus der Hülle zu entfernen

• gibt die Energie an, die bei einer Elektronenaufnahme umgesetzt wird.

• Kationen sind positiv geladen -> min. 1 Elektron abgegeben

• Anionen negativ -> min 1 Elektron aufgenommen

• Von links nach rechts und von unten nach oben steigen die Elektronegativität (EN), die Ionisierungsenergie und der Nichtmetallcharakter.

• Von rechts nach links und von oben nach unten steigen der Atomradius und der Metallcharakter.

• Innerhalb einer Periode sinkt der Atomradius von links nach rechts, da die (positive) Kernladung innerhalb der Periode zunimmt, die Anzahl der Schalen jedoch nicht. Daraus folgt, dass die Elektronen vom Kern stärker angezogen werden. Innerhalb einer Gruppe nimmt der Atomradius mit steigender Protonenzahl (also im PSE von oben nach unten) durch die hinzugekommenen Schalen zu.

Aufenthaltsräume

• erstes orbital

• kugelförmig

• die ersten beiden Spalten (Alkalimetalle und Erdalkalimetalle) des PSE das s-Orbital einer jeden Schale darstellen. Achtung: Helium gehört für diese Einteilung über Beryllium, da es im Gegensatz zu den anderen Edelgasen nur 2 und nicht 8 Valenzelektronen aufweist.

• hantelförmig

• für jede raumrichtung (x,y,z) also insgesmant drei

• ab bor

• d-Orbitale sind hantelförmig mit Ring und gekreuzt hantelförmig.

• beschreibt das Energie-Niveau eines Orbitals und entspricht der Schale (Periode)

• maximale Elektronenanzahl ist von n abhängig und kann mit 2n2 berechnet werden.

Wertebereich: n = 1, 2, 3, 4, ...

Bezeichnung: K (n=1), L (n=2), M (n=3), N (n=4), ...

• beschreibt die Form des Orbitals

• Mit steigender Zahl wird die Form immer komplexer

• s-Orbital ist kugelförmig (rotationssymmetrisch), das p-Orbital hantelförmig (achsensymmetrisch) und die d-Orbitale sind hantelförmig mit Ring und gekreuzt hantelförmig.

Wertebereich: l = 0, ... , n-1

Bezeichnung: s (l=0), p (l=1), d (l=2), f (l=3), ...

Bsp.: Für die L-Schale (Hauptquantenzahl n=2) ergibt sich somit die Möglichkeit von 0 bis 1, was den s- und p-Orbitalen entspricht.

• beschreibt die räumliche Orientierung des Orbitals (z. B. p-Orbital: in x-, y- und z-Richtung).

Wertebereich: m = -l, ..., 0, ..., l

Bezeichnung: s,  px,y,z, dyz,xz,xy,z²,x²-y²

Bsp.: Für p (Nebenquantenzahl l=1) ergeben sich 3 energiegleiche Orbitale (-1, 0, 1). Bei d (l=2) sind es schon 5 (-2, -1, 0, 1, 2).

• beschreibt den Spin, also den Eigendrehimpuls des Elektrons (up oder down).

s = ± ½

Bezeichnung: ↓, ↑

dass energiegleiche Orbitale immer zuerst einfach und dann erst doppelt besetzt werden

besagt, dass die beiden Elektronen in einem Orbital immer einen unterschiedlichen Spin aufweisen müssen (und damit keine Elektronen in einem Atom in allen Quantenzahlen übereinstimmen können)

• Die Oktettregel besagt, dass die Atome ab der zweiten Periode des Periodensystems eine Edelgaskonfiguration mit acht äußeren Elektronen (Valenzelektronen) anstreben.

• volle äußerste Schale

• es liegt eine Elektronenkonfiguration von s2 p6 in der äußersten Schale vor (ausnahme Helium s2)

  
  

• 21% eingeatmete Luft

• 0_2

• farb-, geruch- und geschmackloses Gas

• Technisch wird Sauerstoff durch Verflüssigung und Destillation von Luft im Linde-Verfahren hergestellt. Im Alltag wird er zum Schweißen und zur Stahlerzeugung sowie in der Medizin für die Therapie von Patienten verwendet.

• einzige Nichtmetall, das in der Lage ist, pro Atom vier Bindungen einzugehen

• geruchloses, farbloses, giftiges, brennbares Gas

• unvollständigen Verbrennung von Kohlenstoffverbindungen

• CO sehr gefährlich, da es sich statt Sauerstoff an den roten Blutfarbstoff, das Hämoglobin, anlagert und somit den Sauerstofftransport im Blut verhindert.

• geruchlos, farblos, unbrennbar und schwerer als Luft

• vollständigen Verbrennung von Kohlenstoffverbindungen

• Menschen, Tiere und viele Mikroorganismen atmen CO2 aus, das sie bei der Oxidation ihrer Nahrung herstellen. Pflanzen wandeln es mittels Photosynthese wieder zu Sauerstoff um.

• schwache Säure

• wichtig für Menschen, neben Hydrogencarbonat (HCO_3-) das wichtigste Puffersystem -> konst halten des pH-Werts im Blut

• H2CO3 kann nämlich zu H2O und CO 2 umgewandelt werden – und CO2 kann bei Säureüberschuss abgeatmet werden.

• 5. Hauptgruppe

• Volumenanteil von 78,1 % Hauptbestandteil der Luft.

• typisches Nichtmetall

• N_2 stabile, unpolare, Dreifachbindung und außerordendlich reactiv

• wichtiger Baustein für Eiweiße und die DNA

• Ausgangsstoff zur Produktion aller anderen Stickstoffverbindungen ist Ammoniak (NH3)

von oben nach unten Fluor (F), Chlor (Cl), Brom (Br) und Iod (I)

• relativ hohe Elektronegativität (EN)

• gehen gerne Bindungen ein

• liegen immer als zweiatomige Molekühle vor

• die verbindungen:

  • Mit Metallen entstehen Salze z. B. mit Natrium (Na) und Chlor (Cl) das Kochsalz (NaCl).

  • Mit Wasserstoff (H) entstehen Halogenwasserstoffe (HF, HCl, HBr bzw. HI), die auch als Säuren bekannt sind.

• Sulfur, natürlich vorkommendes Nicht metall

• Ordnungszahl 16, Gruppe der Chalkogene (6. Hauptgruppe)

• Erdhülle anteil 0,05 massenprozent

• sehr reaktionsfähig

• Mit Sauerstoff verbrennt Schwefel zu dem toxischen und stechend riechenden Gas Schwefeldioxid SO2.

  S  +  O2 → SO2     ΔH = −297 kJ/mol  

• RT fest und zitronengelben Farbe, leicht reizenden Geruch

• orthorhombische Schwefel unter Normalbedingungen thermodynamisch stabile und Handel erhältliche Form,

• Gips (Calciumsulfat), Pyrit, Markasit (Eisensulfid) oder Zinnober (Quecksilbersulfid) wichtige minerale

• Schwefelsäure Düngemitteln

• Schwefeloxidedurch Luftverschmutzung entstehenden sauren Regens

• Sulfidgruppe R-S-S-R oder Thiolgruppe R-S-H (viele Proteine)

• Thiaminpyrophosphat-Molekül (Vitamin B1) und Biotin-Molekül (Vitamin B7/H) Schwefel-Atome.