Atombau, Periodensystem und Radioaktivität

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1 Zusmmenfssungen Chemie Atombu, Periodensystem und Rdioktivität Prüfung Mittwoch, 25. Jnur 2017 Kugelwolkenmodell 1/2 Elektronenkonfigurtionen 3 Periodensystem 4/5 Stbile Elektronenkonfigurtionen 5/6 Rdioktivität 7/8 Die Kpitl 1-3 des Leitprogrmms ( Busteine der Atome bis Energieniveus ) sind in der früheren Zusmmenfssung Atombu vom 14. Dezember zu finden. Steffi, Vinzenz Alle sliorel Zusmmenfssungen sind online verfügbr. sliorel.com/files

2 Chemie 1/8 Kugelwolkenmodell # Atommodelle Dlton-Modell Kugelförmige Atome Verschiedene Sorten von Atomen Miteinnder kombinierbr Rutherford-Modell Bohr-Modell Kugelförmig Atome bestehen us zwei Bereichen: Kern und Hülle Der Kern besteht us positiv geldenen Teilchen (Protonen) Die Hülle us negtiv geldenen Teilchen (Elektronen) Kern besteht positiv geldenen Teilchen (Protonen) und Teilchen ohne Ldung (Neutronen) Die Elektronen in der Hülle sind uf verschiedene Schlen ufgeteilt. Mximle Anzhl Elektronen einer Schle us dem PSE ersichtlich Kugelwolkenmodell Du kennst die Regeln, durch welche ds Kugelwolkenmodell beschrieben wird. Annäherungsweise kugelförmige Wolken, die die Whrscheinlichkeiten, wo sich ein Elektron ufhlten könnte, repräsentieren. Die erste Schle bildet sich um den Kern und ht mximl 1 Wolke (= 2 Elektronen) Eine Wolke ht mximl 2 Elektronen ( Puli- Prinzip ). Eine Wolke, die zwei Elektronen ht, ist doppelt besetzt. Die äusserste Schle besteht us höchstens 4 Wolken. Zuerst müssen lle Wolken einer Schle einfch besetzt werden, bevor eine Wolke doppelt besetzt werden knn. Die negtiv geldenen Wolken stossen einnder gegenseitig b.

3 Chemie 2/8 Kugelwolkenmodell * * Vlenzelektronen Die Vlenzelektronen sind die Elektronen der äussersten Schle. Atomrumpf Der Atomrumpf ist ds Atom ohne die Vlenzelektronen, lso ds gesmte Atom ohne die Elektronen der äussersten Schle. Du knnst die Elektronenkonfigurtion der Vlenzschle ller Huptgruppen- Elemente us dem PSE blesen. # Elektronen der Vlenzschle Die Anzhl Elektronen in der Vlenzschle entsprechen der Huptgruppe des Elementrstoffs im Periodensystem. Suerstoff liegt beispielsweise in der 6. Huptgruppe und ht somit 6 Vlenzelektronen. In der Splte gnz rechts im PSE sind die Edelgse, die eine stbile Elektronenkonfigurtion ufweisen, d sie ihre Vlenzschle, die äusserste Schle, komplett gefüllt ht und die Ionisierungsenergie m höchsten ist. Dies bedeutet konkret hier, dss Suerstoff zwei Elektronen ufnehmen muss, um die stbile Konfigurtion von Neon zu erreichen, lso zwei Elektronen weniger ht ls dessen gefüllte Schle (bei Suerstoff die 2. Schle, lso 8 Elektronen)

4 Chemie 3/8 Elektronenkonfigurtionen # Elektronenschreibweise Du knnst die Elektronenschreibweise ller Huptgruppenelemente mit Hilfe des PSE drstellen. In der Elektronenschreibweise werden die Vlenzelektronen mit Punkten und Strichen um ds Atomsymbol drgestellt. Ein Punkt ( ) symbolisiert eine einfch besetzte Kugelwolke, ein Strich ( ) hingegen eine doppelt besetzte. Beispiel Dieses Atom ht in seiner Vlenzschle (blu) zwei einfch besetzte Kugelwolken und zwei doppelt besetzte. Die Anordnung der Punkte und Striche ist rbiträr und knn beliebig gewählt werden. S Ds Atomsymbol steht für den Atomrumpf, lso für den Atomkern und die Elektronenwolken (usser die Vlenzelektronen).

5 Chemie 4/8 Periodensystem Du weisst, wo sich im PSE die Huptgruppenelemente und die Nebengruppenelemente (äussere und innere) sowie die Metll und Nichtmetll- Atomsorten befinden. äussere innere Huptgruppen Nebengruppen Die Huptgruppen sind die zwei links Die äusseren Nebengruppen sind die äussersten und 6 äussersten Splten des Splten zwischen den Huptgruppen PSE werden von links nch rechts und die inneren Nebengruppen, die nummeriert. Elemente 58 bis 103. Nicht-Metllische Atomsorten Die nicht-metllischen Atomsorten sind rechts neben der Trennlinie sowie Wsserstoff (H) im PSE. Metllische Atomsorten Alle nderen Atomsorten im PSE, uch in den inneren Nebengruppen sind hingegen metllische Atomsorten. Die Splten im Periodensystem werden Gruppen gennnt, die Zeilen Perioden.

6 Chemie 5/8 Periodensystem Der Begriff Element knn beides eine Atomsorte oder einen Elementrstoff meinen. Elementrstoff in der relen Welt Atomsorten werden in Modellen verwendet # Elementrstoff Atomsorten Beispielseigenschften: Frbe Molre / Reltive Msse Elstizität Anzhl Protonen, Neutronen, Aggregtszustände Elektronen und Schlen Brennbrkeit Ordnungszhl Geschmck Ionisierungsenergien Stbile Ionenkonfigurtion Im Periodensystem erkennbr Du kennst die Alklimetlle, die Erdlklimetlle, die Hlogene und die Edelgse. Die ähnliche und zunehmende Rektivität der Alklimetlle in Worten und mit einem pssenden Modell korrekt erklären können. # Alklimetlle Alklimetlle, die ihre Vlenzelektronen in einer höheren Schle hben, regieren schneller und kräftiger, d sie weiter vom Kern entfernt sind, und somit eine tiefere Anziehungskrft erfhren. Weiter entfernt vom Kern, tiefer ngezogen und knn besser regieren

7 Chemie 6/8 Stbile Elektronenkonfigurtionen # Edelgsregel Die Edelgsregel besgt, dss jedes Teilchen dnch strebt, gleich viele Vlenzelektronen zu hben wie ds nächstgelegene Edelgstom. Ein Teilchen, ds mit den Vlenzelektronen wie Argon ussieht, ber nicht Argon ist, wird in Klmmern geschrieben: [Ar] Wenn ein Teilchen ufgenommen wird, wird diese Gleichung ufgestellt: Altes Teilchen + 1e => Neues Teilchen Bei einer Abgbe von einem Elektron wird diese Gleichung ufgestellt: Altes Teilchen => Neues Teilchen + 1e Dbei werden nur die Elektronen betroffen, die Atomsorte ist immer noch dieselbe, d die Protonen und Neutronen im Kern dieselben sind. Entzogene Elektronen Wenn einer Atomsorte, beispielsweise Ntrium, ein Elektron entzogen wird, sind im Ion mehr positiv geldene Teilchen ls negtive, und ds Atom wird zu einem Ktion. Ds Symbol wird wie folgt geschrieben: N Wenn mehrere Elektronen entzogen werden, wird vor dem hochgestellten, ds ds Ktion symbolisiert, eine Zhl ngegeben, wie viele Elektronen bgegeben werden. Beispielsweise muss Mgnesium 2 Elektronen bgeben. Ds Symbol wird dnn lso so geschrieben: Mg 2 Hinzukommende Elektronen Wenn einer Atomsorte, beispielsweise Stickstoff, Elektronen für die stbile Konfigurtion fehlen und dnn hinzukommen, sind im Ion schlussendlich mehr negtiv geldene Teilchen ls positive, und ds Atom wird zu einem Anion. Ds Symbol wird so geschrieben: N 3

8 Chemie 7/8 Rdioktivität # Geschichte Geschichtliche Punkte (Röntgen, Bequerel, Curie) bis zur Erforschung der Rdioktivität 1895 Röntgenstrhlung gefunden durch Willhelm Röntgen 1896 Entdeckung der Urnstrhlung durch Henri Bequerel b 1896 Nennung des Begriffs der Rdioktivität und Erforschung durch Mrie Curie, Entdeckung zhlreicher rdioktiver Elemente Mrie Curie entdeckte ls erster ds Thorium ls rdioktive Atomsorte, und isolierte den Stoff us dem Ausgngsmittel Pechblende. Zudem wren Urn und Polonium in der Pechblende enthlten. Mrie Curie entdeckte zudem noch die Atomsorten Rdium und Polonium. Rdioktivität kommt us dem lteinischen Begriff rdius, der Strhl bedeutet. # Definition der Rdioktivität Die Rdioktivität ist eine Eigenschft von Atomkernen bestimmter Nuklide ohne äussere Einflüsse zu zerfllen. Dbei wird Strhlung usgesendet. # Alph-Zerfll (ɑ) Beim Alph-Zerfll emittiert ds Mutternuklid ein Teilchen, ds zwei Protonen und zwei Neutronen us dem Kern enthält. Dieses wird usgesendet, sodss ds Tochternuklid mit vier Nukliden weniger zurückbleibt. 4 4 X => Y + emittiertes Teilchen b b 2 2 Eigenschften des Alph-Zerflls: Positiv geldene Teilchen werden emittiert In der Nebelkmmer dicke + kurze Spuren Lngsm und energierm

9 Chemie 7/8 Rdioktivität # Bet-Minus-Zerfll β Beim Bet-Minus-Zerfll wndelt sich ein Neutron us dem Kern in ein Proton und ein negtiv geldenes Elektron um. Ds Proton bleibt im Kern und bildet ds neue Tochternuklid und ds negtiv geldene Elektron wird ls emittiertes Teilchen usgesendet. X => Y + e b b + 1 Eigenschften des Bet-Minus- und Bet-Plus-Zerflls: Negtiv gelden In Nebelkmmer dünn und lnge Spuren Schneller und energiereicher ls Alph-Strhlung # Bet-Plus-Zerfll β + Beim Bet-Plus-Zerfll wird ein Proton in ein Neutron und in ein positiv geldenes Elektron, lso ein Positron, umgewndelt. (Antiteilchen zum e ) Die Eigenschften sind dieselben wie beim Bet-Minus-Zerfll. X => Y + e b b 1 # Gmm-Zerfll ɣ Beim Gmm-Zerfll wird kein Teilchen, sondern Energie usgesendet. Somit ändert sich die Zhl der Nuklide und die Ordnungszhl nicht. b X => Y + ε (Energie) b Eigenschften des Gmm-Zerflls: Elektrisch neutrl Löst in Nebelkmmer keine Spuren us Schneller und energiereicher ls lle nderen Strhlungen The sliorel Group CO-VERFASSER Alle Rechte vorbehlten. Vinzenz Ingold