EL-MO I Elemente, Schulbuch

Kapitel 1 – kompakt KM-5: Modellbildung 31 31 ELEMENT Eigenschaften Anordnung der Elemente zueinander Masse Dichte Schmelzpunkt Verbindungen Gruppe Periode PERIODENSYSTEM Verteilung der Elektronen in der Hülle Anzahl der Protonen im Kern ATOM Kern Hülle Elektronen Protonen Neutronen Innere Elektronen Valenz- elektronen Reaktivität Ihre unterschiedliche Anzahl im Kern ist verantwortlich für die Existenz von Isotopen Legt Zugehörigkeit des Atoms zu einem bestimmten Element fest Natürliche Verteilung der stabilen Bornuklide B 11 5 B 11 5 B 11 5 B 11 5 B 10 5 M = 4 • 11 = 44 M = 1 • 10 = 10 M = 54 Durchschnitt = 54/5 = 10,8 relative Atommasse von Bor = 10,8 u B 11 5 Bor-Atom B 10 5 Bor-Atom Atome – Elemente – Periodensystem Atome sind die kleinsten Bausteine der Stoffe. Ihr Aufbau zeigt einen massereichen, sehr kleinen Kern und eine fast masse- lose im Vergleich zum Kern riesige Hülle. Der Kern ist Träger der positiven Ladung, die Hülle Träger der negativen Ladung. Die hüllebildenden negativen Teilchen nennt man Elektronen, der Kern ist aus Protonen (positiv geladen) und Neutronen (ohne Ladung) aufgebaut. Wir kennen heute Atome mit 1 bis 118 Protonen im Kern. Diese Anzahl legt die Zugehörigkeit zu einer Atomsorte = Element fest. Die einzelnen Atomsorten lassen sich durch die Protonenanzahl und die Verteilung der Elektronen in der Hülle in ein Schema pressen, das wir Periodensystem der Elemente nennen. Die Masse der Atome Atome ein und derselben Sorte können unterschiedlich viele Neutronen im Kern aufweisen. Solche Atome – dh. gleiche Proto- nenzahl, unterschiedliche Neutronenzahl – nennt man Isotope. Einzelne Atome haben eine Massenzahl, die immer ganzzahlig ist. Elemente hingegen haben eine relative Atommasse. Ihre Einheit heißt Unit (u) und bezieht sich auf 1/12 der Masse des Kohlenstoffnuklids mit der Massenzahl 12. Die Verteilung der Elektronen in der Hülle – Elektronenkonfiguration Je mehr Elektronen ein Atom besitzt, desto weiter „draußen" werden sie in der Hülle eingebaut. Nur die äußersten Elektronen nehmen an den üblichen chemischen Prozessen teil. Diese Elektronen werden Valenzelektronen genannt. Ihre Entfernung aus der Hülle ist mit chemischen Prozessen zu bewerkstelligen – Ionisierung. Die dafür notwendige Energie nimmt zu, je mehr Elektronen schon aus der Hülle entfernt wurden. Die Darstellung der Verteilung der Elektronen in der Hülle nennt man Elektronenkonfiguration. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 8 1. Sphäre voll besetzt 2. Sphäre voll besetzt s-Orbital 4. Sphäre doppelt besetzt s-Orbital 3. Sphäre doppelt besetzt alle 3 p-Orbitale der 3. Sphäre doppelt besetzt 3 d-Orbitale der 3. Sphäre doppelt besetzt 2 d-Orbitale der 3. Sphäre einfach besetzt [Ar] 4s 2 3d 8 Elektronenkonfiguration des Nickel-Atoms 1s 2 2s 1 + Li 1s 2 Li 2+ 1s 1 Li 1. Ionisierungs- energie 2. Ionisierungs- energie ∆E Ion 1 520 kJ/mol ∆E Ion 2 7300 kJ/mol Nur zu Prüfzwecken – Eigentum d s Verlags öbv