Wie kommen eigentlich Nebengruppen zu Stande, oder gar die Lantanoide und Actinoide?
Wir haben ja in der Schule durchgenommen, dass die Hauptgruppen sich durch die Anzahl der Außenelektronen auszeichnen. Aber wie bitteschön kommen die Nebengruppen zu Stande, wenn bsw. Calcium zwei Außenelektronen hat und Gallium drei, wenn Gallium doch ganze 11 Protonen mehr hat. Hab ich da irgendwas falsch verstanden, weil ein Atom im Ganzen ist ja normaler Weise immer neutral geladen? Und nur falls das jemand weiß, nimmt man das vielleicht im Gymnasium oder im Naturwissenschaftszweig Realschule dran? Weil das ist ja schon 'ne wichtige Sache und meine Chemielehrerin hat mir praktischer Weise noch nicht mal beantworten können, wie diese freakin Nebengruppen ect. zustande kommen -.-
3 Antworten
In den "Nebengruppen" werden andere "Orbitalsorten" mit Elektronen gefüllt. Habt ihr das Orbitalmodell in der Schule durchgenommen?
Es gibt eine Art "Sprung" von Hauptgruppe 2 zu Gruppe 3. In der Schule sagt man ja häufig vereinfacht, dass das Ganze eine "Elektronenschale" sei, die mit 8 Elektronen gefüllt ist. Fakt ist, dass in den ersten zwei Hauptgruppen pro Periode jeweils das kugelförmige s-Orbital und von der 3. bis zur 8. Hauptgruppe die 3 hantelförmigen p-Orbitale gefüllt werden.
In den Nebengruppen ("Übergangsmetalle") kommen insgesamt 5 d-Orbitale dazu, die auch jeweils immer 2 Elektronen "beherbergen" können.
In den f-Block-Elementen (Lanthanoide, Actinoide) befinden sich die Elemente, bei denen die 7 f-Orbitale aufgefüllt werden.
Von s zu p zu d zu f werden die Formen der Orbitale immer komplexer, da diese insgesamt mehr Raum einnehmen durch die steigende Anzahl an Elektronen und die steigende Größe des gesamten Atoms.
Beim Bohrschen Atommodell kannst du dir das in etwa so vorstellen, dass du in der ersten Periode eine kleinere Schale mit 2 Elektronen hast, in der nächsten wieder eine mit 2 und dann eine mit 6 Elektronen (die beiden letztgenannten werden häufig vereinfacht zu einer 8-Elektronenschale zusammengenommen) und nach Calcium eine Schale dazwischengeschoben Word, die 10 Elektronen fasst. Dann kommt wieder eine mit den "restlichen" 6 Elektronen für die restlichen Hauptgruppenelemente der Periode usw.
Das Problem lag hier vermutlich eher nicht darin, dass deine Lehrerin keinen Plan von nix hatte (1. Semester Chemiestudium), sondern dass in der Schule das Orbitalmodell, mit dem man die Nebengruppen am besten erklären kann, nicht obligatorisch ist und (zumindest hier) nicht Teil des Lehrplans ist. Zudem arbeitet man in der Schule als Schüler kaum aktiv mit anderen Elementen als denen der Hauptgruppen und das einzige ist in der Elektrochemie, wo man sich ein paar gängige Oxidationsstufen (Mangan, Chrom, Zink, Eisen, Kupfer, Silber...) merken sollte, aber die Erklärung, weshalb bei Mangan bspw mehrere Oxidationsstufen möglich und stabil sind, und weshalb Mangan bis zu 7 Elektronen abgeben kann (sonst ist 4 ja die Grenze), im normalen Unterricht einfach zu weit führen würde.
Habe am Gymnasium auch erst in der Q2 (12) einen kleinen Einblick in Richtung Orbitale im LK erhalten, da meine Lehrerin die Hybridisierungen des Kohlenstoffatoms für zusätzlich wichtig erachtete... Das Mysterium, wie ich vorhersagen kann, welches Nebengruppenelement welche Oxidationsstufe bevorzugen wird, wurde in meiner Schulzeit auch nie geklärt...
Zu ergänzen wäre, dass die d-Orbitale der zweitäußersten und die f-Orbitale der drittäußersten Schale "zwischengeschoben" werden.
Genauer gesagt deren Füllung mit Elektronen.
Und das Zauberwort "Madelung-Schema".
Gute Frage. Die wird dir allerdings erst dann in einer zufriedenstellenden Weise beantwortet, wenn du Chemie studierst oder in einem guten Chemie-Abitur-Kurs in Klasse 13 bist.
_______________________________________________________________
Bis du dahin kommst, musst du dich mit dieser Vorstellung vertrösten:
Es gibt so etwas wie "Unterschalen", auf denen zwischendurch auch Elektronen "deponiert" werden, sodass sich Nebengruppenelemente ergeben.
Das ist wie der Bahnhof King's Cross bei Harry Potter:
Auf Gleis 1 können 2 Wagen stehen.
Auf Gleis 2 können 8 Wagen stehen.
Auf Gleis 3 können....
und irgendwann kommt Gleis 9 3/4 und da steht auch was, aber nur die "Zauberkundigen" können erkennen, was und warum. Den Muggeln bleibt das verborgen.
_______________________________________________________________
Wenn du dich dafür interessierst, google mal nach "Orbitalmodell", aber sei nicht zu enttäuscht, wenn du nur Bahnhof verstehst. Aber vielleicht kannst du ja doch etwas davon "mitnehmen".
Wenn dir dabei noch eine Frage kommt, stell sie gerne hier!
LG
MCX
Die Reihenfolge geschieht einfach dadurch, wieviele Elektronen diese Dinger überhaupt haben (und damit auch dieselbe Anzahl an Protonen).
Ich bin ganz erstaunt, daß es da überhaupt Gruppen gibt...
http://www.lernort-mint.de/allgemeine%20Chemie/Periodensystem/gruppen.html
https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/chemie/artikel/nebengruppenelemente