Yay! Mehr vom Periodensystem! Jetzt in Teil 2 geht es um Atomgrößen, Perioden, Schalen, Elektronenanzahl und Außenelektronen. Ich bin zurück mit einem meiner Lieblingsthemen.
Atombau und Periodensystem. Ihr werdet sehen, es ist total logisch. Ich liebe Logik. Okay.
Ich hoffe, ihr habt euch unser letztes Video angeschaut. Das war quasi Teil 1 zu diesem Video. Wenn ihr das noch nicht gesehen habt, dann klickt hier und kommt danach zurück.
In diesem Video geht es um 1. Wiederholung Atombau und Elektronenschalenmodell 2. Verschiedene Größen von Atomen 3. Die Außenelektronen oder warum sich manche chemische Elemente in ihrem Verhalten ähnlich sind. Los geht's also mit einer kurzen Wiederholung. 1. Atombau und Elektronenschalenmodell.
Ein Atom besteht aus Kern und Hülle und in der Hülle sausen die Elektronen um den Kern. Aber nicht irgendwie, nein, natürlich hat alles seine Ordnung. Wir haben in diesem Video das Schalenmodell erklärt, auch das sollte euch ein Begriff sein, bevor ihr hier durchsteigt, deswegen auch das Video gerne noch anschauen, falls euch das Schalenmodell nicht sagt.
Das Wichtigste zum Schalenmodell hier noch einmal. Die innerste Schale wird K-Schale genannt. Da passen zwei Elektronen rein.
Danach kommt die L-Schale, da passen acht Elektronen rein. Dann kommt die M-Schale mit maximal 18 Elektronen. Danach die N-Schale mit 32 Elektronen.
Und die Schalen gehen alphabetisch fröhlich weiter. Aber wir interessieren uns heute erstmal nur für die ersten drei, die K-, L- und M-Schale. Außerdem, wir schauen uns heute nur die ersten drei Perioden des Periodensystems an, also die ersten drei Zeilen. Denn danach kommen die Nebengruppen ins Spiel und dann wird alles ein bisschen komplizierter.
Aber... Keine Sorge, eins nach dem anderen, man muss ja nicht alles auf einmal lernen, ne? Also, zurück zu den Schalen.
Im letzten Video haben wir gelernt, wie viele Elektronen jedes Element hat, nämlich im normalen Zustand genauso viele, wie es Protonen im Kern hat. Diese Anzahl beschreibt die Ordnungszahl. Die findet ihr im Periodensystem, meistens links oben in der Ecke von dieser Tafel. Also, Ordnungszahl ist gleich Anzahl der Protonen, ist gleich Anzahl der Elektronen. Zweitens.
Verschiedene Größen von Atomen. Anhand der Elektronenschalen können wir jetzt auch noch voraussagen, wie sich die verschiedenen Elemente in ihrer Größe unterscheiden. Wir haben ja gelernt, dass der Atomkern im Vergleich zur Hülle winzig ist. Also so winzig, dass wir ihn gar nicht beachten müssen, wenn wir die Größe von Atomen betrachten.
Die Größe eines Atoms wird nur von der Elektronenhülle bestimmt. Gehen wir mal zum Wasserstoff. Wasserstoff hat einen Elektron. Das besetzt die innerste K-Schale und die anderen Schalen sind leer. Und eine leere Schale, kann man so sagen, ist ja nicht wirklich da.
Die Elektronenschalen bestehen ja nur aus den Elektronen. Okay, wie sieht es beim Kohlenstoff aus? Kohlenstoff hat sechs Elektronen.
So, wir füllen die Schalen von innen nach außen auf. Zwei passen in die K-Schale, die restlichen vier passen in die nächste Schale, die L-Schale. Die Hülle besteht also aus zwei Schalen. Und Natrium?
hat 11 Elektronen. Zwei sausen in der K-Schale umher, acht passen in die L-Schale, das macht 10 Elektronen. Dann haben wir noch ein Elektron übrig, das befindet sich in der dritten Schale, der M-Schale.
Das bedeutet, von diesen drei Elementen ist Wasserstoff mit einer Schale das kleinste Atom, danach kommt Kohlenstoff mit zwei Elektronenschalen und dann Natrium mit der größten Hülle von drei Schalen. Generell könnt ihr euch merken, dass die erste Periode des Periodensystems, sprich die erste Zeile, eine Schale besitzt, nämlich die K-Schale. Die ganze zweite Periode hat zwei Schalen, die K- und die L-Schale, und die dritte hat drei Schalen, die K-, L- und M-Schale.
Und deswegen, die Atome werden von der ersten zur dritten Periode immer größer. Aber aufpassen, innerhalb einer Periode werden die Atome nicht immer größer. So sehen die Trends der Atomgrößen aus.
Von oben nach unten werden die Atome größer, von links nach rechts aber, also innerhalb einer Periode, werden die Atome kleiner. Das kann man so erklären. Positive und negative Ladungen ziehen sich an, ähnlich wie Magneten. Die negativen Elektronen werden also vom positiven Atomkern angezogen. Je mehr geladene Teilchen wir haben, desto größer ist diese Anziehungskraft.
Sprich... Fünf Protonen und fünf Elektronen haben zusammen eine stärkere Anziehungskraft als ein Proton und ein Elektron. Innerhalb einer Periode kommt von Element zu Element immer ein Proton und ein Elektron dazu.
Das bedeutet, die Anziehungskraft nimmt zu. Und das hat zur Folge, dass... dass die Größe, also die Durchmesser der Atome, abnehmen.
Die Atome werden immer kleiner, weil sich Kern und Hülle immer stärker zusammenziehen. Erst wenn dann eine neue Schale ins Spiel kommt, in der nächsten Periode, werden sie wieder größer. Drittens, die Außenelektronen oder warum sich manche chemische Elemente in ihrem Verhalten ähnlich sind.
Okay, wir wissen jetzt, was innerhalb einer Zeile, also innerhalb einer Periode, passiert. Es kommt von Element zu Element immer ein Elektron dazu. Doch was ist jetzt eigentlich mit den Spalten des Periodensystems? Also was ist mit den Elementen, die untereinander stehen?
Die Spalten im Periodensystem nennt man Gruppen. Und man fand heraus, dass Elemente derselben Gruppe ähnliche chemische Eigenschaften haben. Woran liegt das?
Es liegt an der Anzahl der sogenannten Außenelektronen, oft auch Valenzelektronen genannt. So werden die Elektronen bezeichnet, die sich auf der jeweils äußersten besetzten Schale befinden. Gehen wir doch mal in die zweite Periode und gehen die von links nach rechts durch.
Gerade hatten wir es ja, alle Atome der zweiten Periode haben zwei besetzte Elektronenhöhen, die K- und die L-Schale. Wir fangen bei Lithium an. Lithium hat insgesamt drei Elektronen. Davon sitzen zwei in der ersten K-Schale und das eine, das übrig bleibt, besetzt die nächste Schale, die L-Schale.
Wir sagen... Lithium hat ein Außenelektron. Next up, Beryllium.
Beryllium hat vier Elektronen, also eins mehr. Das sitzt auch in der L-Schale. Das bedeutet, Beryllium hat zwei Außenelektronen.
Als nächstes, Bor. Insgesamt fünf Elektronen. Zwei davon sitzen in der inneren Schale. Also sind drei Außenelektronen übrig.
Und so weiter. Kohlenstoff hat vier Außenelektronen bis hin zu Neon, das letzte Element der zweiten Periode. Das hat... 8 Außenelektronen und damit ist die L-Schale dann auch voll.
In der dritten Periode wird deswegen dann die nächste Schale besetzt, also die M-Schale. Das bedeutet, alle Elektronen, die in dieser äußersten M-Schale sitzen, sind die Außenelektronen. Natrium hat 11 Elektronen.
2 passen in die K-Schale, 8 passen in die L-Schale. Übrig bleibt von den insgesamt 11 Elektronen eines, das die äußerste M-Schale besetzt. ein Außenelektron Genau wie beim Lithium oben drüber.
Und genau wie das Wasserstoffatom oben drüber. Alle haben ein Außenelektron. Merkt ihr, wie schön das alles geordnet ist? Weiter. Magnesium hat ein Elektron mehr, also zwölf.
Das bedeutet, in der äußersten Schale haben wir zwei Außenelektronen, genau wie bei Beryllium, direkt oben drüber. Wir sehen also, jede Gruppe, also jede Spalte des Periodensystems, hat dieselbe Anzahl an Außenelektronen. Und diese...
Außenelektronen sind extrem wichtig für die Chemie. Eigentlich ist es so, die Chemie, das sind die Außenelektronen. Alles, was in der Chemie geschieht, was wie reagiert, Verbindungen, die sich bilden, all das passiert nur, indem die Außenelektronen der verschiedenen Elemente miteinander spielen. Und weil es in der Chemie eben auf die Außenelektronen ankommt, versteht man auch, warum zwei unterschiedliche Elemente mit der gleichen Anzahl von Außenelektronen sich chemisch ähnlich verhalten, also wie Lithium und Natrium zum Beispiel oder wie Helium und Neon. Sie haben jeweils die gleiche Anzahl von Außenelektronen und sind daher jeweils in derselben Gruppe.
Diese Gruppen haben übrigens auch Namen. Lithium und Natrium sind in der Gruppe der Alkalimetalle und Helium und Neon sind in der Gruppe der Edelgase. Doch die verschiedenen Verbindungen, die die Elemente eingehen können und die Besonderheiten der einzelnen Gruppen sind Thema für ein paar andere Videos.
Und da freut ihr euch ja vielleicht schon ein bisschen drauf. Ich mich jedenfalls schon. Ich weiß, ich bin ein Nerd. Das war es auch schon wieder mit unserem Video zum Periodensystem. Ich hoffe, es hat euch geholfen.
Wenn ihr Fragen habt, schreibt sie in die Kommentare und lasst doch gerne ein Abo oder einen Daumen nach oben da. Wir sehen uns nächstes Mal. Bis dann.
Aber das stimmt, oder? Könnte ich mal kurz ein Periodensystem sehen.