Big Bang HTL 2, Schulbuch

36 Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) Die senkrechten Spalten heißen Gruppen. In einer Gruppe stehen Elemente mit ähnlicher Elektronen“füllung“ , also mit ähnlicher Elektronenkonfiguration. Diese ähnliche Elekt- ronenkonfiguration bewirkt ähnliche Eigenschaften. Laut IUPAC (International Union of Pure and Applied Che- mistry) werden die Gruppen einfach von 1 bis 18 durchnum- meriert. Traditionell bezeichnet man die Gruppen 1, 2 sowie 13–18 als Hauptgruppen, die Gruppen 3–12 als Nebengruppen oder „äußere Übergangselemente“. Die sogenannten Lanthano­ iden und Actinoiden werden auch „innere Übergangsele- mente“ genannt. Sie werden oft in zwei eigenen Zeilen un- ter den Rest des Periodensystems geschrieben, damit das PSE „auf eine Seite passt“. In Abb. 3.5 (S. 37) sieht man eine Darstellung mit diesen Elementen zwischen Gruppe 2 und 3 angeordnet, dort wo ihr eigentlicher Platz ist. Da die Elemente heute nach der Protonenzahl geordnet sind, ist das Periodensystem im Prinzip „fertig“. Es können keine neuen Elemente gefunden werden, die ihren Platz irgendwo dazwischen hätten ( F6 ). Allerdings haben es sich einige Wissenschaftler zur Aufgabe gemacht, neue Elemente am „Ende“ des PSE herzustellen. Diese sind aber alle instabil und radioaktiv, sie zerfallen in wenigen Mikrosekunden wie- der in andere Elemente. Für den normalen Labor-Chemiker haben diese künstlichen Elemente keine Bedeutung, für die Kernforschung allgemein natürlich sehr wohl. Info: Gibt es künstliche Elemente? Info: Aktuelle Forschung V 3.1 Ähnlichkeit von Elementen Ziel: Es sollen Ähnlichkeiten im Reaktionsverhalten von chemischen Elementen herausgefunden werden. Dazu werden Salzlösungen von verschiedenen Elementen mit Reagenzien versetzt und die Reaktion beobachtet. Es gibt 3 Versuchsreihen (a, b, c), die arbeitsteilig in Gruppen oder nacheinander durchgeführt werden können. Vollständige Tabellen in der Online-Ergänzung! a) Geräte und Chemikalien: Reagenzgläser, Stopfen, Reagenzglasgestell, 1–3%ige wässrige Lösungen von CaCl 2 , AlCl 3 , SrCl 2 , ZnCl 2 , BaCl 2 , als Reagens verd. Schwefelsäure H 2 SO 4 (5%ig) Durchführung: Etwa 2 cm hoch Salzlösung (CaCl 2 usw.) in ein Reagenzglas füllen, dann einige Tropfen Reagenz (Schwefelsäure) zu- fügen. Ev. Auftreten eines Niederschlages in Farbe (weiß, rot, gelb,…) und Form (flockig, kristallin, gallertartig, voluminös, …) notieren (Tabelle!) b) Geräte und Chemikalien Reagenzgläser, Stopfen, Reagenzglasgestell, 1–3% wässrige Lösungen von KNO 3 , Mg(NO 3 ) 2 , Ba(NO 3 ) 2 , Ca(NO 3 ) 2 , NaNO 3 , als Reagenz 5%ige Lösung von Na 2 CO 3 e Formel des Salzes Name des Salzes untersuchtes Element Farbe des Niederschlags Form des Niederschlags CaCl 2 Calcium­ chlorid Ca AlCl 3 Alumini- umchlorid Al SrCl 2 Durchführung: siehe a), lege selbstständig eine Tabelle an! c) Geräte und Chemikalien: Reagenzgläser, Stopfen, Reagenzglasgestell, 1–3%ige wässrige Lösungen von KCl, CoCl 2 , NaCl, CaCl 2 , FeCl 3 , als Reagenz verdünnte 5%ige Ammoniaklösung (NH 3 ) Durchführung: siehe a), lege selbstständig eine Tabelle an! Entsorgung: Lösungen, die Ba-, Co-, Fe-, Cr- oder Zn-Ionen enthalten ® Behälter S (Schwermetallsalze). Aufgabe: Markiere Elemente, die ähnliches Verhalten zeigen und stelle fest, wo diese im PSE stehen! Gibt es künstliche Elemente? Elemente bis zur Ordnungszahl Z = 92 (Uran) findet man natürlicherweise auf der Erde. 1937 wurde mit dem Element Technetium Z = 43 das erste künstliche Element hergestellt, indem man Atomkerne mit genügend großer Energie auf- einander prallen ließ. 1945 fand man das Promethium mit Z = 61 beim Zerfall von Urankernen. Beide Elemente hatte man lange vergeblich in der Natur gesucht, sie waren die letzten verbliebenen Lücken im Periodensystem. Mittlerwei- le weiß man, dass beide Elemente sehr wohl in der Natur vorkommen, allerdings in sehr sehr geringen Mengen. Das liegt daran, dass diese Elemente instabil und radioaktiv sind und daher sofort weiter zerfallen. Ab dem Uran sind alle Elemente radioaktiv und zerfallen mehr oder weniger schnell in andere, stabile Elemente. Somit ist es verständlich, dass sie in der Natur nicht (oder nur sehr kurzfristig) vorkommen. Heute hat man in Teilchenbeschleunigern schon 26 Trans­ urane hergestellt, also Elemente, die im Periodensystem nach dem Uran stehen. Diese könnte man am ehesten als künstliche Elemente bezeichnen. Allerdings ist es nicht aus- geschlossen, dass solche Elemente auch bei der Bildung unseres Sonnensystems entstanden sind, nur sind sie längst schon wieder in stabile Elemente zerfallen. i Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv