Periodensystem der Elemente - PSE

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1 Periodensystem der Elemente - PSE Historische Entwicklung Möglichkeiten der Reindarstellung seit 18. Jhdt. wissenschaftliche Beschreibung der Elemente 1817 Johann Wolfgang Döbereiner: ähnliche Elemente in Triaden sortiert 1863 Newland: Oktavengesetz Elemente nach Atomgewicht geordnet wiederkehrende ähnliche Eigenschaften 1868/69: Dimitri it i I. Mendelejew ( ) 1907) Lothar Meyer ( ) Alle bekannten Elemente (ca. 60) eingeordnet Elemente mit ähnlichen Eigenschaften in Gruppen einige Plätze in ihrem System blieben frei Eigenschaften noch nicht entdeckten Elemente voraussagbar

2 Periodensystem nach Mendelejew

3 Periodensystem der Elemente - PSE 1913 Mosley: Tellur (Massenzahl 127,6) > Iod (126,9) Kernladungszahl als Sortierkriterium Anzahl der Protonen / Ordnungszahl Natürliche radioaktive Elemente 1937 bis 1945: Technetium, Promethium, Astat und Francium auf der Erde nur in natürlichen Zerfallsreihen Letzte t Elemente: schwer zugänglich, radioaktiv

4 Periodensystem der Elemente

5 Aufbau des Periodensystems Hauptgruppen PSE umfaßt sieben Perioden (waagerechte Zeilen) PSE umfaßt 8 Haupt- und 8 Nebengruppen (Spalten) Gruppe: Elemente mit ähnlichen chem. Eigenschaften. 1. Hauptgruppe (Alkalimetalle) 2. Hauptgruppe (Erdalkalimetalle od. Berylliumgruppe) 3. Hauptgruppe (Erdmetalle od. Borgruppe) 4. Hauptgruppe (Kohlenstoffgruppe) 5. Hauptgruppe (Stickstoffgruppe) 6. Hauptgruppe (Chalkogene od. Sauerstoffgruppe) 7. Hauptgruppe (Halogene) 8. Hauptgruppe (Edelgase)

6 Aufbau des Periodensystems Nebengruppen 1. Nebengruppe (Kupfergruppe) 2. Nebengruppe (Zinkgruppe) 3. Nebengruppe (Scandiumgruppe) 4. Nebengruppe (Titangruppe) 5. Nebengruppe (Vanadiumgruppe) 6. Nebengruppe (Chromgruppe) 7. Nebengruppe (Mangangruppe) 8. Nebengruppe wird weiter unterteilt in: Eisengruppe (Eisen, Cobalt und Nickel) Gruppe der Platinmetalle: leichte Platinmetalle (Ruthenium, Rhodium, Palladium) schwere Platinmetalle (Osmium, Iridium, Platin) Elemente Lanthan bis Ytterbium: Lanthanoiden Elemente Actinium bis Lawrencium : :Actinoiden

7 PSE - Beschriftung Oft üblich: Hauptgruppen werden im römischen Ziffern bezeichnet und Nebengruppen mit arabischen Ziffern. Chemical Abstracts Service: bis 1986 Hauptgruppen mit einer römischen Ziffer und A: I a, II a, bis VIII a Nebengruppen mit einer römischen Ziffer und B III b, IV b, V b, VI b, VII b, VIII b, VIII b, VIII b, I b, II b IUPAC: ab 1986 PSE-Gruppen mit arabischen Ziffern durchnummeriert: 1 bis 18

8 PSE-Entdeckung

9 PSE -Dichte

10 PSE - Aggregatzustände Fest: fast alle Elemente! Fest: fast alle Elemente! Flüssig: nur Brom und Quecksilber bei Raumtemperatur Gasförmig: Edelgase, Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff Radioaktiv: alle ab Blei!

11 PSE - Schmelzpunkte Helium: 0,95 K bis Kohlenstoff: 3823 K

12 PSE - Siedepunkte Helium: 4,22 K bis Wolfram: 6200 K.

13 PSE biologische Bedeutung Einige Elemente biologisch unbedingt notwendig! Einige Elemente biologisch unbedingt notwendig! Einige Elemente biologisch wichtig! Einige Elemente vermutlich biologische Bedeutung!

14 Chemische Elemente im Körper

15 PSE Metalle / Nichtmetalle Metalle: fast alle Elemente! Nichtmetalle: nur Edelgase, Halogene, H, O, S, N, P, C Halbmetalle: Metallisch und nichtmetallische Erscheinungsformen Grenze: e Diagonale durch PSE!

16 PSE elektrische Leitfähigkeit Metalle gute Leiter, Temp! Halbmetalle schlechte Leiter Nichtmetalle Isolatoren Tendenz: metallische Charakter: nimmt von oben nach unten zu! nimmt von links nach rechts ab! Halbmetallen: Leitfähigkeit steigt mit Temp. Bor, Silicium, Germanium, Arsen, Selen, Antimon,Tellur

17 PSE Säure / Base Metalle immer Basen! Nichtmetalle immer Säuren! Edelgase weder Säuren noch Basen keine Reaktion! Nebengruppenmetalle zum Teil sowohl Säuren als auch Basen (amphoter!)

18 PSE Elektronegativität Linus Pauling Metall-Atome halten ihre e - nur wenig fest Nichtmetall-Atome ziehen ihre e - stark an. Elektronegativität ist ein Mass für das Bestreben der Atome innerhalb einer Verbindung, Elektronen an sich zu ziehen EN bei kleinen Atomen groß: EN nimmt von unten nach oben zu EN nimmt von links nach rechts zu Fluor + 4, Cäsium die niedrigste EN stöchiometrische t i h Wertigkeit: it Zahl der Wasserstoffatome, die ein Element binden oder ersetzen kann: Metalle: Zahl der Valenzelektronen Nichtmetalle: Zahl der Elektronen, die zur Edelgaskonfiguration fehlen.

19 Häufigkeit der Elemente Nr. Elementname Symbol Massenanteil % Atomanteil % 1 Sauerstoff O 49,2 54,6 2 Silicium Si 25,7 16,2 3 Aluminium Al 7,5 4,9 4 Eisen Fe 47 4,7 15 1,5 5 Calcium Ca 3,4 1,5 6 Natrium Na 2,6 2,0 7 Kalium K 24 2,4 11 1,1 8 Magnesium Mg 1,9 1,4 9 Wasserstoff H 0,9 15,8 10 Titan Ti 0,6 0,2 11 Chlor Cl 0,2 0,1 12 Phosphor P 0,1 0,05 13 Mangan Mn 0,1 0,04 14 Kohlenstoff C 0,09 0,13 15 Schwefel S 0,05 0, Barium Ba 0,05 0,0007 Rest: (67 natürlich vorkommende Elemente) 0,51 (0,4753)