Allgemeine Chemie / Das Periodensystem der Elemente

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1 Allgemeine Chemie / Das Periodensystem der Elemente

2 Themen I. Atombau und PSE Atommodelle Periodensystem der Elemente Allgemeines Merksätze PSE Eigenschaften PSE II.Anorganische Chemie Alkalimetalle/Erdalkalimetalle Borgruppe 4./5. Hauptgruppe Chalkogene/Halogene Edelgase

3 Atombau und PSE:Atommodelle Ein Atom besteht aus einem Kern und einer Hülle Atome sind elektrisch neutral Physikalisch bestehen sie aus Protonen, Neutronen, Elektronen Kann nur mithilfe physikalischer Methoden in seine Elementarteilchen zerlegt werden. wie z.b einem Teilchenbeschleuniger Quelle: Erste Hilfe- Physik und Chemie für Mediziner; Schatz, Tammer; 2 Auflage 2012 S.50

4 Atombau und PSE:Allgemeines Masse[kg] Proton Neutron Elektron 1,6725* ,6748* ,9* , u 1, u 5,4859*10-4 u gleich sehr leicht nahezu 1 u= 1,660531*10-27 kg Haben zwei Atome die gleiche Anzahl an Protonen, aber eine unterschiedliche Anzahl an Neutronen im Kern Isotope Wenn ein Element die gleiche Massenzahl+unterschiedliche Protonenzahl Isobar

5 Atombau und PSE:Bohr sches Atommodell Auch als Schalenmodell bezeichnet Besagt, dass Elektronen nur bestimmte Energiezustände in der Hülle einnehmen können und sich auf festgeschriebenen Kreisbahnen in der Hülle um den Kern bewegen, also sich nicht einfach frei bewegen! Anziehende WW: elektromagnetische Anziehung (Zentripetalkraft) Abstoßende WW: Fliehkraft (Zentrifugalkraft) Auf bestimmten Bahnen können sich Elektronen bewegen Quelle:

6 Atombau und PSE: Periodensystem der Elemente Quelle: fachschaften.kst.ch

7 Atombau und PSE: Biochemisches PSE Quelle: Erste Hilfe- Physik und Chemie für Mediziner; Schatz, Tammer; 2 Auflage 2012 S.50

8 Atombau und PSE:Allgemeines Ordnungszahl gibt Kernladungszahl und somit auch Anzahl der Gesamtelektronen wieder Gruppennummer gibt Anzahl der Außenelektronen wieder Periode gibt Anzahl der bereits begonnen (bzw. bereits vollendeten) Schalen wieder und auch in der wievielten Schale sich das/die Außenelektron,-en befindet Quelle:

9 Atombau und PSE:Allgemeines Quelle: 36/Kann-mir-jemand-Reinstoffe-undStoffgemische-nennen/

10 Atombau und PSE:Periodensystem der Elemente Metalle Halbmetalle Nichtmetalle Hohe Wärmeleitfähigkeit elektrische Leitfähigkeit unlöslich in typischen anorgan. Lösemitteln, jedoch löslich in Metallschmelzen Schwer flüchtig, Atomisierung bei Verdampfung Elastische Verformbarkeit und Elastizität Metallglanz(silbrig-weiß) und lichtundurchlässig Mäßige Wärmeleitfähigkeit Mäßig elektrisch leitfähig Wenig flüchtig Spröde Mattgrau glänzend Schlecht wärmeleitend Nicht stromleitend(im Reinzustand), jedoch in gewissen LM leitend gut löslich in vielen (an/organischen Medien leicht flüchtig spröde, geringe Härte nicht glänzend, lichtdurchlässig, farbig

11 Atombau und PSE:Merksätze I HG : Boa Claus Nannte Opa Früher Neckisch

12 Atombau und PSE:Merksätze II 1. HG 2. HG 3. HG 4. HG 5. HG 6.HG 7.HG 8.HG H Hallo Be Bei B Bohr C Claus N Nie O Opa F Für He He Li Lieber Mg Maggy Al Alle Si Sieht P Probier S Schaut Cl Claudia Ne Neun Na Nachbar Ca Kann Ga Gaffen Ge Gerne As Arsen Se Sehr Br Brauche Ar Arabar K Komm Sr Sören In Ins Sn Seinen Sb Selbst Te Teure I Ich Kr Kriegen Rb Rüber Ba Bald Ta Tal Pb Pflaumen baum Bi Bitte Po Pornos At Atemsch utz Xe Xen Cs Caesar Ra Ran Fr Friert Rn Radiesch en

13 Atombau und PSE: Eigenschaften PSE physikalische als auch chemische Eigenschaften ändern sich 1. innerhalb einer Periode in ganz gesetzmäßiger prinzipieller Weise 2. innerhalb einer Gruppe wiederholen sie sich, aber graduell gestuft a) Reaktivität: allg. 1-3 Hauptgruppe Reaktionsbereitschaft von oben nach unten zunimmt, während sie bei Gruppen 5-7 von oben nach unten abnimmt. b)atomradius: nimmt innerhalb einer Periode von links nach rechts ab, weil die Kernladung ansteigt und so die Elektronen stärker angezogen werden. Innerhalb einer Gruppe nimmt der Atomradius von oben nach unten zu.

14 Atombau und PSE: Eigenschaften PSE c) Hauptgruppen: von nimmt metallischer (elektropositver) Charakter zu (und umgekehrt der Nichtmetallcharakter) d) mit dem metallischen Charakter nimmt auch die Basizität zu mit wachsender Oxidationszahl nimmt die Säurestärke zu und die Basizität ab Bsp.: TlOH basischer als Tl(OH)3, H2SO4 saurer als H2SO3

15 Atombau und PSE: Eigenschaften PSE e) Elektronegativität (EN): Maß eines Atoms innerhalb einer chemischen Bindung die Elektronen anzuziehen. nicht direkt messbar hängt von Ladung, Atomgröße und weiteren Bindungspartnern ab. liegt zwischen 0-4 Merkspruch: Falls Onkel Claus Nägel Braucht, Iemand Sofort Commt. Quelle: ac/vorles/skript/kap_4/kap4_1/gra fik/en_scale.gif

16 Atombau und PSE: Eigenschaften PSE f) Elektroaffinität: Energieänderung bei Elektronenaufnahme durch Atome im gasförmigen Zustand g) Ionisierungsenergie: Energie, die benötigt wird, um ein Elektron aus dem Anziehungsbereich des Atomkerns zu entfernen. Je mehr Elektronen entfernt werden, desto mehr Energie muss dafür aufgewendet werden. Quelle: Erste Hilfe- Physik und Chemie für Mediziner; Schatz, Tammer; 2 Auflage 2012 S.50

17 Anorganische Chemie: Alkalimetalle/Erdalkalimetalle Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Radon Alle Elemente besitzen ein stark negatives Redoxpotential und sind meist ionisch kristallin Kein natürliches elementares Vorkommen Gewinnung durch z.b. Schmelzflußelektrolyse Oxidationsstufe in Verbindungen immer +II U.a. Werden schwerlösliche Bariumverbindungen als Rötngenkontrastmittel verwendet Quelle:

18 Anorganische Chemie: Alkalimetalle: Wasserstoff Keine Ähnlichkeiten mit den Alkalimetallen, außer der Oxidationsstufe +I in Verbindungen Farb- und geruchloses, brennbares Gas Verbindungen mit Alkalimetallen sind salzartige Hydride Hauptverwendung, in der Ammoniaksynthese aber auch als Reduktionsmittel zur Hydrierung von Doppellbindungen Quelle: Quelle: rogen_deuterium_tritium_nuclei_schmatic-de.svg/600pxhydrogen_deuterium_tritium_nuclei_schmatic-de.svg.png

19 Anorganische Chemie: Alkalimetalle/Erdalkalimetalle Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium Ähnliche chemische Eigenschaften wie Erdalkalimetalle Stark negatives Standard-Reduktionspotential, hoch reaktiv Kein elementares Vorkommen in der Natur Alkalimetalle immer in der Oxidationsstufe +I Typische Reaktionen : 2Me + 2 H2O 2 MOH + H2 Me + O2 MeO2 2 Me + X2 2 MeX Quelle:

20 Anorganische Chemie: 4.Hauptgruppe Kohlenstoff: 3 Modifikationen Allg.: starke Tendenz zur C-C-Kettenbildung Quelle: Silicium: Halbleiter, welche eine Diamantstruktur besitzt wird zur Herstellung von Prozessoren, Speichern etc. Verwendet Germanium, Zinn, Blei: Oxidationsstufen +2 und +4

21 Anorganische Chemie: 5.Hauptgruppe Stickstoff: farb- und geruchloses Gas, Hauptbestandteil der Luft stabile Dreifachbindung im N2 -Molekül sehr reaktionsträge Oxidationsstufen -3 bis +5 Verwendung u.a. als Schutzgas oder in der Ammoniaksynthese Phosphor kommt nur chemisch gebunden als Phosphat vor Vier Modifikationen Hauptverwendung als Düngerbestandteil, Trocknungsmittel und Waschmittel Arsen, Antimon und Bismut als weitere Gruppenmitglieder

22 Anorganische Chemie: Chalkogene Sauerstoff Gewinnung durch fraktionierte Destillation flüssiger Luft kann als O2 und O3 vorliegen wichtig für die Atmung, wird aber auch als Desinfektionsmittel verwendet Schwefel Vorkommen in der Natur als Element oder Verbindung Element mit der größten Anzahl an Modifikationen Gewinnung mittels Frasch-Verfahren hauptsächlich in Form von Schwefelsäure verwendet Quelle: g/de/al2/node76.html

23 Anorganische Chemie: Halogene Auch Salzbildner genannt Fluor: Zahnmedizin, Teflon, Flammschutzmitteln/ Feuerlöschmitteln Chlor: Oxidations- und Desinfektionsmittel, PVC, Gegenanion in der Physiologie Iod: Desinfektionsmittel, Radiodiagnostik, Spurenelement (Schilddrüsenhormon)

24 Anorganische Chemie: Edelgase Bei Raumtemperatur farb- und geruchlose, einatomige Gase Siede- und Schmelztemperatur von oben nach unten steigend, da Zunahme der Van-der -Waals-Kräfte mit der Elektronenzahl Haben in ihrer jeweiligen Periode die höchste Ionisierungsenergie und eine abgeschlossene Valenzschale Verwendung: Helium: Füllgas in Luftschiffen/Ballons, Trägergas bei der Gaschromatographie, I. Einsatz in der Tieftemperaturtechnik, Asthma-Therapie, II.Xenon: Anästhetikum (Narkosemittel) mit gleichzeitiger Schmerzhemmung Halogenlampen Quelle: pg

25 Viel Erfolg im Studium!!