Woher weiß man wie viele Elektronen bei einem Element abgegeben werden?
Woher weiß man wie viele Elektronen bei einem Element auf oder abgenommen werden?
3 Antworten
Durch Erfahrung (auch unter Hinzunahme anderer Theorien) und/oder durch langwierige Berechnungen von Mehrteilchen-Quantensystemen mit Hochleistungscomputern.
Für die Schule gilt aber für diese Frage:
Bei den Hauptgruppenelementen sieht man das daran, wie weit und in welche Richtung das nächste Edelgas entfernt ist.
Wasserstoff spielt eine Sonderrolle - meistens gibt er sein eines Elektron ab, aber nur formal, weil das positive Wasserstoff-Ion ganz ohne Elektronen so winzig ist, dass es Elektronen aus seiner Umgebung problemlos mitbenutzen kann. Aber er kann auch ein Elektron aufnehmen, wenn ein anderes Atom in der Nähe ist, dass sein Außenelektronlektron oder seine paar Außenelektronen dringend loswerden will (also Metalle) - es bilden sich dann "Metallhydride".
Lithium und alles darunter sind die Elemente der I. Hauptgruppe, die "Alkalimetalle", die leicht 1 Elektron abgeben und damit die Elektronenkonfiguration des vorangehenden Edelgases erreichen.
Beryllium und alles darunter sind die Elemente der II. Hauptgruppe, die "Erdalkalimetalle" (Mischwort aus "Alkalimetall" und "Erdmetall"). Die geben 2 Elektronen ab. (Wobei Beryllium kein allzu typisches Metall ist - es geht schon deutlich in Richtung Halbmetall, v. A., weil das Atom so winzig ist.)
Ein Boratom ist zu klein, um leicht ein Elektron oder mehrere Elektronen abzugeben. Es ist ein "Halbmetall", also kein Metall im eigentlichen Sinne. Trotzdem sollte man es in der Schule als Metall der III. Hauptgruppe bezeichnen, das 3 Elektronen abgibt. Aluminium und alles darunter sind die "Erdmetalle", die relativ leicht 3 Elektronen abgeben.
Die Elemente der 4. Hauptgruppe stehen genau zwischen 2 Edelgasen. Kohlenstoff und Silicium bilden keine atomaren Ionen. (Weiter unten haben wir wieder Metalle wie Zinn und Blei, die fast immer bzw. oft zweiwertig sind, aber das sind diese unangenehmen "Ausnahmen" von den Faustregeln aus der Schule.)
Stickstoff (5. Hauptgruppe) würde gern 3 Elektronen aufnehmen, um wie Neon auszusehen. Aber das Stickstoffatom ist dafür zu klein - die zusätzlichen Elektronen würden sich so stark gegenseitig abstoßen, dass wenigstens zwei von ihnen das Ion wieder verlassen würden. Phosphor kriegt das so einigermaßen hin, aber auch nicht so richtig. Arsen ist schon wieder ein Halbmetall ... Aber für die Schule dürfte trotzdem gelten, dass diese Elemente drei Elektronen aufnehmen würden, um dreifach negativ geladene Ionen zu bilden.
Bei Sauerstoff (6. Hauptgruppe - "Chalkogene") kommt es dann schon wieder fast hin. Mit Metallen kann Sauerstoff ein zweifach negativ geladenes Ion bilden. Tut er aber sonst nicht gern. Ebenso Schwefel - der tut das sogar noch etwas weniger gern. Selen und Tellur sind Halbmetalle und Halbleiter ... siehe dazu die Bemerkung zur 5. Hauptgruppe.
Die Elemente der 7. Hauptgruppe, Fluor und was darunter steht, können endlich allesamt ein Elektron aufnehmen, um die Konfiguration des benachbarten Edelgases zu erreichen. Fluor, Chlor und Brom tun das auch sehr gerne, Iod nicht ganz so gerne.
Edelgase geben weder Elektronen ab noch nehmen sie Elektronen auf. (Außer in speziellen Experimenten, bei denen man mehrere Volt Spannung von außen anlegt, und auch da nur ungern. Aber damit kriegt man jedes Atom ionisiert.)
Bei den übrigen Elementen ist es viel zu kompliziert, um das in einer Antwort wie dieser generell zu behandeln. (Das bekannteste Beispiel aus der Schule dürfte Eisen sein, das als zweiwertiges und als dreiwertiges Eisen vorkommt, gefolgt von Kupfer, das zweiwertig oder einwertig sein kann.)
hängt von der edelgaskonfiguration ab. angenommen es hat 6 außenelektronen und für den edelgaszustand braucht es 8 dann gibt das andere 2 ab
Weil eines der Elemente Edelgaszustand erreichen will, das siehst du am PSE wie viele es dann sein müssen.