Ordnungssystem Periodensystem?

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2 Antworten

Moin,

diese Frage wurde schon recht oft gestellt; hier noch einmal meine Antwort beim letzten Mal:

Das Periodensystem der Elemente (PSE) ist ein gaaaanz tolles Ordnungssystem für die bekannten Elemente. Richtig verstanden, ordnet es aber nicht nur die bekannten Elemente, sondern es zeigt und klärt auch Tendenzen wie Atom- oder Ionenradien, Verteilungen von Elektronen in der Hülle, Elektronegativitäten, Valenzelektronen (jedenfalls bei den Elementen der Hauptgruppen), chemisch ähnlich reagierende Elemente, den Nichtmetall- bzw. Metallcharakter, den Säure- bzw. Basencharakter, den sauren bzw. basischen Charakter von Oxiden, die Ionisierungsenergie-Tendenzen oder die maximalen Wertigkeiten. Ist das nicht grandios?

Zunächst einmal sind die Elemente nach steigender Protonenzahl in den Kernen der jeweiligen Atome geordnet. Das heißt auf Position 1 findest du das Element Wasserstoff, weil die Atome dieses Elements im Kern genau ein Proton haben. Auf Position 2 steht Helium, weil dessen Atomkerne genau zwei Protonen (+ diverse Neutronen) besitzen. Lithiumatome haben drei Protonen (+ diverse Neutronen) im Kern, weshalb man das Element Lithium an dritter Stelle im PSE findet usw....
Weil die Protonenzahl also bestimmt, welchen Platz ein Elementatom im PSE einnimmt, gilt der Zusammenhang Protonenzahl = Ordnungszahl. Und wenn wir schon einmal dabei sind: Weil Protonen positiv geladene Teilchen sind, die sich im Atomkern befinden und weil die ebenfalls im Kern zu findenden Neutronen elektrisch neutral, also ohne Ladung sind, kann man auch noch sagen Ordnungszahl = Protonenzahl = Kernladungszahl. Da nun im Kern also Protonen und Neutronen sind und nur diese beiden eine relevante Masse im Atom haben, kannst du noch festhalten Protonenzahl + Neutronenzahl = Massenzahl. Wenn du also die Masse eines Atoms kennst und dessen Ordnungszahl (= Protonenzahl), dann kannst du ausrechnen, wie viele Neutronen vorhanden sind. Schließlich gilt für Atome auch noch der Zusammenhang Protonenzahl = Elektronenzahl, was jedoch - ich wiederhole es - NUR FÜR ATOME gilt! Aber ich schweife ab...

Dann sind die Elemente im PSE außerdem noch in Gruppen und Perioden eingeteilt. Alle Elemente, die in einer Gruppe stehen, verhalten sich chemisch sehr ähnlich. Darum haben bestimmte Hauptgruppen sogar charakterisierende Namen erhalten. So nennt man die 1. Hauptgruppe zum Beispiel auch Alkalimetall-Gruppe, weil (zumindest die metallischen) die Vertreter dieser Gruppe leicht in Wasser zu einer alkalischen (= basischen) Lösung führen. Die 2. Hauptgruppe wird analog Erdalkalimetall-Gruppe genannt, weil ihre Vertreter einerseits ebenfalls leicht alkalische (basische) Lösungen bilden, andererseits aber schwer wasserlöslich sind (was sie mit den Elementen der 3. HG gemeinsam haben, die früher einmal als "Erdmetall"-Gruppe bezeichnet wurde, was jedoch mittlerweile überholt ist).
Die 6. Hauptgruppe enthält Elemente, die viele Erze bilden. Also hat diese Gruppe den Namen Chalkogen-Gruppe erhalten, was übersetzt lediglich Erzbildner-Gruppe auf schlau heißt.
Die 7. Hauptgruppe ist die Gruppe der Halogene, was soviel wie Salzbildner bedeutet. Nun darfst du raten, warum. Genau! Die Verbindungen zwischen Metallen und diesen Elementen (Fluor, Chlor, Brom oder Iod) sind salzartige Stoffe!
Die 8. Hauptgruppe wird auch Edelgas-Gruppe genannt, weil sämtliche Vertreter dieser Gruppe Edelgase sind.
Du siehst, die Elemente einer Hauptgruppe verhalten sich chemisch nahezu gleich. Das kommt daher, weil bei den Atomen dieser Elemente die Hüllen in entscheidenden Aspekten gleich aufgebaut sind. Bei den Hauptgruppenelementen geht das sogar soweit, dass du aus der Hauptgruppenzahl direkt ablesen kannst, wie viele Elektronen im äußeren Hauptenergieniveau der jeweiligen Atome sind. Solche Außenelektronen nennt man auch Valenzelektronen. Nun gilt: 1. Haupgruppe (HG): 1 Valenzelektron; 2. HG: 2 Valenzelektronen; 3. HG: 3 Valentelektronen; 4. HG: 4 Valenzelektronen; 5. HG: 5 Valenzelektronen; 6. HG: 6 Valenzelektronen; 7. HG: 7 Valenzelektronen; 8. HG: 8 Valenzelektronen. Leider gilt das nur für die Hauptgruppenelemente und nicht für die Nebengruppen oder gar die Lanthanoiden oder Actinoiden. Aber immerhin...

Die Hülle jedes Atoms ist nochmals in verschiedene Energiebereiche unterteilt, die man Hauptenergieniveau (HEN) oder auch "Schale" nennt. Eine Periode zeigt dir nun an, in welchen HENs die Valenzelektronen zu finden sind: 1. Periode: Valenzelektronen im ersten HEN; 2. Periode: Valenzelektronen im zweiten HEN; 3. Periode: Valenzelektronen im 3. HEN usw....

Außerdem kannst du darüber hinaus (zumindest für die Hauptgruppenelemente) im PSE auch noch gewisse Tendenzen feststellen: Die Atomradien nehmen beispielsweise von oben nach unten und von rechts nach links zu (das ist nicht verwunderlich, denn von oben nach unten müssen immer mehr Elektronen untergebracht werden, was Platz braucht, während innerhalb einer Periode die Protonenzahl von rechts stehenden Elementen größer ist, so dass sie die Elektronen aus den gleichen Hauptenergieniveaus stärker anziehen, was den Atomradius kleiner werden lässt).

Der Metallcharakter der Elemente nimmt von oben nach unten und von rechts nach links zu. Entsprechend nimmt der Nichtmetallcharakter von unten nach oben und von links nach rechts zu. Das bedeutet, dass du ausgesprochen typische Metalle links unten und ausgesprochen typische Nichtmetalle rechts oben im PSE findest.

Die Elektronegativitätswerte nehmen von unten nach oben und von links nach rechts zu. Das heißt dass Fluor am elektronegativsten und Francium am wenigsten elektronegativ ist.

Es gibt noch eine ganze Reihe mehr solcher Tendenzen, aber ich glaube, die gebrachten Beispiele reichen, um dir zu zeigen, wie toll, aber auch komplex das Periodensystem der Elemente sowie sein Aufbau ist.

LG von der Waterkant.

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Glaube damit ist gemeint, wie die ELemente im Periodensystem angeordnet sind. Nach ihrer Protonenanzahl. Das heißt Lithium steht an dritter Stelle, da 3 Protonen, Sauerstoff an 8. Stelle, da 8 Protonen im Kern usw. Dann gibt es noch die Perioden. Das sind die Zahlen ganz an den Seiten, diese geben die Schalen bzw. Hüllen an. Sauerstoff z.B. steht in der 2. Periode hat damit 2 Schalen usw.

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