Chemie begreifen, Schulbuch

Worum geht es? Was lässt sich beobachten? Überlegungen Die Außenelektronen C4 47 Die Grundlage des PSE ist die Beobachtung, dass bestimmte Atome ähnlich reagieren. Das Reaktionsverhalten aller Atome wird durch die Elektronenhülle verursacht. Diese besteht aus Schalen mit feinen Abstufungen, wie sich durch geeignete Experimente zeigen lässt. Das Ziel ist zu erkennen, dass die Gesetzmäßig- keiten im Periodensystem auf den Einbauplan für die Elektronen zurückzuführen sind. Beim Praktikum Nr. 4 (siehe C1) hat sich herausgestellt, dass Chlor-, Brom- und Iod- atome oder Calcium-, Strontium- und Barium- atome ähnlich reagieren. Deshalb ordnet man die Elemente Chlor, Brom und Iod in die Gruppe der Halogene (17. Gruppe) und die Elemente Calcium, Strontium und Barium in die Gruppe der Erdalkalimetalle (2. Gruppe) ein. Die einzelnen Gruppen im 2er- und 6er-Block zeigen jedoch fast keine Übereinstimmungen. Daher sehen im PSE nebeneinander stehende Elemente, zB Al-Si-P-S-Cl-Ar, sehr unterschied- lich aus. Alle Elemente des 10er-Blocks hin- gegen zeigen viele Gemeinsamkeiten und sind silbergraue Metalle. Nur Kupfer und Gold weichen in ihrer Färbung davon ab. Die Atome des 14er-Blocks reagieren so ähn- lich, dass sie kaum zu unterscheiden sind. Diese Beobachtung drückt sich in den Bezeich- nungen Lanthanoide und Actinoide aus: Die aus dem Griechischen abgeleitete Endung -oid bedeutet »ähnlich sein«. Zusammenfassend lässt sich sagen: Je breiter ein Block ist, desto ähnlicher sind sich die darin enthaltenen Elemente. Wie lassen sich die Ähnlichkeit der Elemente einer Gruppe, die Unterschiede innerhalb des 6er-Blocks und die Ähnlichkeit innerhalb des 10er-Blocks erklären? Woher kommt die extreme Ähnlichkeit der Lanthanoide bzw. der Actinoide? Welche Gemeinsamkeiten zeigt der Einbauplan für alle Ensembles aus 2 oder 6 Elektronen? Welche Auffälligkeit lässt sich beim Einbau der 10er- und 14er-Ensembles beobachten? Für die Auseinandersetzung mit den nach- folgenden Fragen ist es hilfreich, zunächst aufzuzeichnen, wie sich die Elektronen bei folgenden Atomen auf die einzelnen Schalen verteilen: Ca Sr Ba Cl Br I Al Si P S Cl Ar Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn U Pu 12 Magnesium 15 Phosphor 16 Schwefel 13 Aluminium 14 Silicium 29 Kupfer 30 Zink 26 Eisen 28 Nickel 25 Mangan 53 Iod 35 Brom Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv