Big Bang 7, Schulbuch

Das moderne Atommodell 34 RG 7.2 G 7.2 Kompetenzbereich Atomphysik 77 n l Orbital m s z 7 1 7p –1 bis +1 ± 1 _ 2 6 Nihonium (Nh) bis Oganesson (Og) 6 2 6d –2 bis +2 ± 1 _ 2 10 Lawrencium (Lr) bis Copernicium (Cn) 5 3 5f –3 bis +3 ± 1 _ 2 14 Actinium (Ac) Nobelium (No) 7 0 7s 0 ± 1 _ 2 2 Francium (Fr) und Radium (Ra) 6 1 6p –1 bis +1 ± 1 _ 2 6 Thallium (Tl) bis Radon (Rn) 5 2 5d –2 bis +2 ± 1 _ 2 10 Lutetium (Lu) bis Quecksilber (Hg) 4 3 4f –3 bis +3 ± 1 _ 2 14 Lanthanium (La) bis Ytterbium (Yb) 6 0 6s 0 ± 1 _ 2 2 Cäsium (Cs) und Barium (Ba) 5 1 5p –1 bis +1 ± 1 _ 2 6 Indium (In) bis Xenon (Xe) 4 2 4d –2 bis +2 ± 1 _ 2 10 Yttrium (Y) bis Cadmium (Cd) 5 0 5s 0 ± 1 _ 2 2 Rubidium (Rb) und Strontium (Sr) 4 1 4p –1 bis +1 ± 1 _ 2 6 Gallium (Ga) bis Krypton (Kr) 3 2 3d –2 bis +2 ± 1 _ 2 10 Scandium (Sc) bis Zink (Zn) 4 0 4s 0 ± 1 _ 2 2 Kalium (K) und Calcium (Ca) 3 1 3p –1 bis +1 ± 1 _ 2 6 Aluminium (Al) bis Argon (Ar) 3 0 3s 0 ± 1 _ 2 2 Natrium (Na) und Magnesium (Mg) 2 1 2p –1 bis +1 ± 1 _ 2 6 Bor (B) bis Neon (Ne) 2 0 2s 0 ± 1 _ 2 2 Lithium (Li) und Beryllium (Be) 1 0 1s 0 ± 1 _ 2 2 Wasserstoff (H) und Helium (He) Tab. 34.3: Die Orbitale sind, wie in Abb. 34.26 b (S. 75), ihrer Energie nach geordnet. Wenn ein Orbital aufgefüllt ist, wird das nächste „eröffnet“. z entspricht der Anzahl der möglichen Elektronen in diesem Orbital. In den s-Orbitalen sind 2, in den p-Orbitalen 6, in den d-Orbitalen 10 und in den f-Orbitalen 14 Elektronen möglich. Diese Anzahlen kannst du auch sehr schön in den „Blöcken“ in Abb. 34.29 erkennen. Jedes weitere Elektron in der Hülle nimmt den Platz mit der niedrigstmöglichen Energie ein. Ist ein Orbital voll, wird ein neues „eröffnet“, das wiederum von allen möglichen die niedrigste Energie hat (siehe Abb. 34.26 b, S. 75 und Abb. 34.28). Das Pauli-Verbot besagt (etwas umformuliert): Die Elektronen im Atom dürfen nicht in allen 4 Quantenzah- len übereinstimmen. Mit dem Pauli-Verbot und der Schach- brettregel kannst du den Aufbau des Periodensystems nachvollziehen (Abb. 34.29 und Tab. 34.3). Abb. 34.29: Das Periodensystem aus Sicht der Orbitale: Als Perioden bezeichnet man dabei die Zeilen. Die Zahlen über den Gruppen geben die Valenzelektronen an (siehe Infobox Valenzelektronen). Alle Elemente ab Uran kann man nur künstlich erzeugen. Das höchste bisher erzeugte Element hat die Ordnungszahl 118 (Stand 2018). Da die Entscheidung über einen Namen dauern kann, be- kommen neu entdeckte Elemente bis dahin eine lateinische Be- zeichnung, die ihre Ordnungszahl andeutet (nil = 0, un = 1, bi = 2, tri = 3, quad = 4, pent = 5, hex = 6, sept = 7,oct = 8, enn = 9), etwa Unbitrium für 123. Zusammenfassung Zur Beschreibung der Orbitale in einem Atom sind vier Quantenzahlen notwendig. Durch diese sind Form und Ener- gieniveau eindeutig bestimmt. Elektronen nehmen immer die niedrigstmögliche Energie ein. Die Reihenfolge der Be- setzung der Orbitale kann man mit dem Pauli-Verbot und der Schachbrettregel nachvollziehen. Nur die Valenzelektro- nen eines Elements spielen für dessen chemische Eigen- schaften eine Rolle. Z Das moderne Atommodell Schreibe folgende Elemente nach ihrer Elektronen- konfiguration auf und ermittle ihre Valenzelektronen: Natrium (Na), Chlor (Cl), Brom (Br), Argon (Ar), Krypton (Kr). Zur Beantwortung brauchst du Abb. 34.29 und Tab. 34.3). L Wie nennt man die Elemente in der vorletzten und letzten Spalte des Periodensystems? Welche chemi- schen Eigenschaften haben diese und warum? L Weißt du vielleicht aus der Chemie eine Formel für die maximale Elektronenzahl pro Schale? L 34 F18 W1 F19 W1 F20 W1 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv