Kapitel 03. Aufbau der Materie (Buch ab Seite 17)

Transkript

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2 Kapitel 03 Aufbau der Materie (Buch ab Seite 17)

3 ATOME SIND DIE BAUSTEINE DER CHEMIE Film1 Geschichtliches Kern-Hülle-Modell 8min

4 ATOME SIND DIE BAUSTEINE DER CHEMIE Alle Stoffe im Universum (Sonne, Mond, aber auch Bäume, Erde, Haut, Sand, Gold, Blei, Plastik, ) bestehen aus Atomen oder Verbindungen von Atomen ( Bindungsarten!) atomos (griech.) unteilbar Heute weiß man, dass Atome aus noch kleineren Teilchen aufgebaut sind.

5 a) DAS ATOM UND SEINE BESTANDTEILE Lies im Buch Seite 18 + TM

6 a) DAS ATOM UND SEINE BESTANDTEILE Alle Atome bestehen aus einem Atomkern und der Atomhülle. Im Atomkern befinden sich Protonen (p + ) und Neutronen (n). Die Atomhülle wird durch Elektronen (e - ) gebildet. Strukturdiagramm: Atom Atomkern Atomhülle Protonen (p + ) Neutronen (n) Elektronen (e - )

7 a) DAS ATOM UND SEINE BESTANDTEILE Teilchen Wo Abk. Ladung Proton Atomkern p + positiv Neutron Atomkern n neutral Elektron Atomhülle e - negativ Zwischen dem Atomkern und der Atomhülle befindet sich absolut NICHTS! Ein Atom besteht also hauptsächlich aus leerem Raum. Dies ist beispielsweise der Grund, warum Röntgenstrahlen Menschen durchdringen können. Ergänzende Erklärungen zu p +, n und e - Lexikon S. 28

8 GRÖßE VON ATOMEN - VERGLEICHE Würde man ein Atom auf die Größe eines Apfels vergrößern, dann hätte bei gleicher Vergrößerung ein Apfel ungefähr den Durchmesser der Erde.

9 GRÖßE VON ATOMEN - VERGLEICHE Jeder Fingerhut voll Meerwasser enthält 30 Milliarden Goldatome. Trotzdem ist die Verdünnung viel zu groß, um Gold aus Meerwasser gewinnen zu können.

10 b) DAS PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE (PSE) SEITE 20 Im PSE finden wir alle chemischen Elemente. Dies sind chemische Grundstoffe, die nicht weiter zerlegt werden können. B: für Elemente: Wasserstoff (H), Sauerstoff (O), Neon (Ne), Schwefel (S) Eisen (Fe), Uran. (U), Die Elemente im PSE sind nach steigender Protonenzahl geordnet!!!

11 b) DAS PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE (PSE) SEITE 18 Es Bis wurde zum Jahrhundert fast gleichzeitig ( ) und waren unabhängig Name: erst Im Dmitri voneinander Iwanowitsch von den Mendelejew 15 Elemente als solche bekannt Chemikern und Dmitri beschrieben (russisch Name: Alter 35 Mendelejew Дмитрий Julius Jahren ( ) und Lothar (Metalle wie Иванович Lothar (1869) von veröffentlichte er seine wissenschaftliche Bismut, Arsen, Eisen, Kupfer, Blei, Менделеев) Meyer Meyer Zink, Geboren: Zinn, ( ) Antimon, Platin, 19. Silber, aufgestellt. August Quecksilber 1830 und Gold oder Dabei Nichtmetalle ordneten wie Kohlenstoff, sie die Schwefel chemischen und Phosphor). 8. Februar in Oldenburg 1834 (Deutschland) Elemente nach Die Zu meisten steigenden seinen Elemente Ehren Atommassen, bekam wurden das (gregorian. wobei im Element Kal) 19. sie Jh ( Gestorben: Elemente 1900) entdeckt mit in ähnlichen Tobolsk, 11. April und wissenschaftlich Eigenschaften Russland 1895 in Tübingen den Namen Mendelevium. untereinander beschrieben. Gestorben: Beruf: Januar anordneten. Arzt bzw. und Februar Chemiker Vor dem Technischen Institut in 1907 St. Historisch Zu Beginn war des in es 20. Sankt für Jahrhunderts die Petersburg Vorhersage waren der nur Entdeckung noch Beruf: zehn der neuer Chemiker natürlichen Elemente Elemente und deren Eigenschaften an der Hauswand. unbekannt. von besonderer Bedeutung. Geboren: Forschungsarbeit 27. Januar über 1834 das (julianischer Periodensystem. Kalender) Petersburg steht sein Denkmal mit dem PSE

12 b) DAS PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE Aufbau des PSE: Die waagrechten Zeilen nennt man Perioden. Man bezeichnet sie mit 1-7 bzw. K, L, M, N, (PSE) SEITE 20 Die senkrechten Spalten heißen Gruppen. Man unterscheidet Hauptgruppen und Nebengruppen! Außenelektronen Chemische Reaktionen laufen nur in der äußersten Schale eines Atoms ab. Die Elektronen in dieser äußersten Schale nennt man Außenelektronen! KOPIE: PSE

13 EINSCHUB: EDELGASE Die Edelgase gehören zur 8. Hauptgruppe und befinden sich ganz rechts im Periodensystem der Elemente. Zu den Edelgasen gehören Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und das radioaktive Radon (sowie das künstlich hergestellte Ununoctium). Die Edelgase gehen keine Verbindungen mit anderen Stoffen ein, sie sind inert (=unreaktiv ).

14 EINSCHUB: EDELGASE Die Edelgase findet man in geringen Mengen in der Luft, aus der man sie auch gewinnt. Verwendung: Füllgas in Ballonen (Helium, leichter als Luft) Füllgas in Lampen (Xenonscheinwerfer; früher auch Neonröhren (Quecksilberdampf)) Schutzgas beim Schweißen (um den Luftsauerstoff fern zu halten Argon) Spezialkühlmittel (flüssiges Helium) Tauchgase (verhindern den Tiefenrausch) Edelgase in Entladungslampen

15 EINSCHUB: HALOGENE In der 7. Hauptgruppe stehen die gasförmigen bzw. leichtflüchtigen Halogene, was soviel wie "Salzbildner" (griech.) bedeutet. Fluor, Chlor, Brom und Iod (Astat radioaktiv) reagieren teilweise heftig mit den verschiedensten Metallen und bilden sogenannte Salze, beispielsweise Natriumchlorid, Calizumbromid, oder die medizinisch eingesetzten Kaliumiodidtabletten.

16 EINSCHUB: ALKALIMETALLE Als Alkalimetalle werden die chemischen Elemente Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caesium und Francium aus der 1. Hauptgruppe des Periodensystems bezeichnet. Sie sind silbrig glänzende, sehr reaktive Metalle mit (zum Teil) ähnlichen chemische Eigenschaften.

17 EINSCHUB: ALKALIMETALLE Der Name der Alkalimetalle leitet sich von dem arabischen Wort القلية / (al-qalya) für Pottasche (die alte Bezeichnung für aus Pflanzenaschen gewonnenes Kaliumcarbonat). ab. In einigen Sprachen spiegelt sich dies im Namen wider. So heißt Kalium beispielsweise im Englischen und Französischen potassium und im Italienischen potassio.

18 EINSCHUB: ALKALIMETALLE Vorkommen / Anwendung: Alkalimetalle sind an der Luft unbeständig und kommen daher in der Natur nicht rein vor und werden daher unter Spezialflüssigkeiten aufbewahrt. Als Verbindung findet man Natrium z. B. in Natriumchlorid (Kochsalz). Lithium: In Lithium-Ionen-Akkus Natrium: Im Kochsalz, in Natronlauge, in Natriumdampflampen Kalium: Als Dünger (Kaliumnitrat, KCl), Streusalz (KCl) Cäsium: (sehr selten, radioaktiv) In Atomuhren (Bild)

19 EINSCHUB: EDELGASE UND HALOGENE Buch S. 19 / Ü 1, 2

20 c) BEDEUTUNG DER ZAHLEN IM PSE (Atom-)Massenzahl Anzahl der Teilchen im Atomkern: 9 9x so schwer wie Wasserstoff (H hat nur 1 Teilchen im Kern) 9 4 Be Ordnungszahl (Kernladungszahl) Steht im PSE an Stelle 4 ( Hausnummer ) Anzahl der (positiv geladenen) Protonen im Atomkern = 4 Normalerweise Anzahl der Elektronen = 4

21 ÜBUNG: WELCHE ZAHL IST GESUCHT? Die folgenden Folien sind ein Training, um im Buch folgende Übungen zu verstehen (Achtung: Zuerst die folgenden 6 Folien verstehen, dann erst die Übungen im Buch bearbeiten): Buch Seite 19/4 Buch Seite 19/5 Überspringen

22 ÜBUNG: WELCHE ZAHL IST GESUCHT? (ACHTUNG LÄUFT AUTOMATISCH AB!) 9 4 Be Ordnungszahl 4 Atommassenzahl 9 Wie viele Protonen enthält Be? 4 Wie viele Elektronen enthält Be? 4 Wie viele Teilchen hat Be im Atomkern? 9 An welcher Stelle steht Be im PSE? 4

23 ÜBUNG: WELCHE ZAHL IST GESUCHT? 23 Na 11 Kernladungszahl 11 An welcher Stelle steht Na im PSE? 11 Berechne: Wie viele Neutronen enthält Na? 23-11=12 Wie viele Elektronen enthält Na? 11 Wie viele Teilchen hat Na im Atomkern? 23 Ordnungszahl von Na 11

24 ÜBUNG: WELCHE ZAHL IST GESUCHT? 27 Al 13 Massenzahl 27 Wieviel mal so schwer wie H? 27 Wie viele Teilchen hat Al im Atomkern? 27 Protonen 13 Berechne: Wie viele Neutronen enthält Al? Elektronen =14

25 ÜBUNG: WELCHE ZAHL IST GESUCHT? 19 F 9 Elektronen 9 Massenzahl 19 Wieviel mal so schwer wie H? 19 Berechne: Wie viele Neutronen enthält F? Ordnungszahl 9 Kernladungszahl =10

26 ÜBUNG: WELCHE ZAHL IST GESUCHT? 1 H 1 Protonen 1 Massenzahl 1 Neutronen!!! 1-1=0 Elektronen 1 Ordnungszahl 1 Teilchen im Atomkern 1

27 ÜBUNG: WELCHE ZAHL IST GESUCHT? 7 Li 3 Massenzahl 7 Ordnungszahl 3 Neutronen 4 Teilchen im Atomkern 7 Elektronen 3 Protonen 3

28 ÜBUNG Buch Seite 21/4, 5 Bazinga! Finde alle Fehler! Stelle alle Elementsymbole aus chemischer Sicht richtig dar!

29 d) ELEMENTSYMBOLE Element- lateinische symbol (tw. englische) deutsche Bezeichnung Bezeichnung H (Hydrogenium) Wasserstoff Die Elementsymbole auf der Kopie musst du in beide Richtungen auswendig können!! KOPIE: Abkürzungen

30 IONEN UND ISOTOPE Film2 Atome und Isotope 8min

31 e) IONEN = NICHT-NEUTRALE ATOME Ein Atom besteht aus einem positiv geladenen Atomkern und einer negativ geladenen Atomhülle. In jedem neutralen Atom befinden sich immer genau so viele positive Ladungen (Protonen) wie negative Ladungen (Elektronen). Jede positive Ladung wird daher durch eine negative Ladung ausgeglichen. Das Atom ist nach außen hin neutral. Kurz: Neutrale Atome: Anzahl p + = Anzahl e -

32 e) IONEN = NICHT-NEUTRALE ATOME Die meisten Elemente können ein oder mehrere Elektronen aufnehmen oder abgeben. Diese Atome haben dann eine negative oder positive (Über-)Ladung. Ionen sind Atome, die mehr oder weniger Elektronen als Protonen besitzen. Kurz: Nicht-neutrale Atome ( Ionen ): Anzahl p + Anzahl e -

33 e) IONEN = NICHT-NEUTRALE ATOME Cl 17 C - -Ion: 6 p + 6 n 7 e - Cl 2- -Ion: 17 p + 18 n 19 e - Cl 2+ -Ion: p + n e - F + -Ion: p + n e - Na 3- -Ion: p + n e - Sr 3+ -Ion: p + n e - O 2- -Ion: p + n e -

34 f) ISOTOPE (S. 16 UNTEN) Film Buch Seite16 unten Die Atome eines bestimmten Elements mit unterschiedlicher Neutronenzahl nennt man Isotope. 12 C 6 6 p + 6 n 6 e - 13 C 6 p n 6 e - 14 C 6 p n 6 e -

35 Übung Film 3 Schalenmodell +WH Ionen die ersten 4:30min Film 3 hilft uns, den Aufbau des Atoms zu verstehen, wenn wir Atommodelle zeichnen möchten!