Chemie - 2. Folge Atombau und Periodensystem
Wie sind Atome aufgebaut? Welche Rolle spielen dabei Nukleone, Elektronen, Protonen, Orbitale? Das erfahren Sie in dieser Folge von Telekolleg Chemie. Im Quiz können Sie Ihr Wissen testen.
Ordnungsprinzip bei den chemischen Elementen
Wasserstoff ist das leichteste Element.
Dem Wasserstoff, der die geringste Masse aller Elemente besitzt, folgt Helium - das Element mit der nächst höheren Atommasse. Dieses ist ein nicht brennbares, leichtes Gas, das man auch als Ballongas verwendet. Da es keine Reaktion mit anderen Atomen eingeht, zählt es zudem zu den Edelgasen.
Lothar Meyer und Dimitri Mendelejew
Ausschnitt aus dem Periodensystem der Elemente
Die Chemiker Lothar Meyer und Dimitri Mendelejew stellten im Jahre 1869 unabhängig voneinander das Periodensystem der Elemente (PSE) auf, indem sie die bis dahin bekannten Elemente nach der wachsenden Atommasse anordneten. In diesem Zusammenhang geht die Sendung zu dieser Folge von Telekolleg Chemie auch auf die Edelgase Neon und Argon sowie auf das Alkalimetall Natrium ein.
Das Periodensystem der Elemente (PSE)
Die dritte Sequenz zeigt zunächst, wie aufgrund der Anordnung von Elementen mit ähnlichen Eigenschaften Mendelejew das bis dahin noch nicht bekannte Element Germanium (GE) postulierte. Im Weiteren werden die Ordnungsprinzipien des PSE dokumentiert: In den wagrechten Perioden finden sich Elemente mit unterschiedlichen Eigenschaften, in den senkrechten Gruppen Elemente mit ähnlichem chemischen Charakter.
Die Nukleonenzahl
Am Beispiel der Elemente Wasserstoff und Helium veranschaulicht unten stehendes Video den Zusammenhang von Nukleonenzahl, Protonenzahl und Ordnungszahl. Dabei wird auch auf das Phänomen der Isotope eingegangen.
Die Atomhülle
Die Verteilung der für die chemischen Eigenschaften verantwortlichen Elektronen in den Orbitalen eines Atoms erläutert die letzte Sequenz der Sendung. Zunächst wird das kleinste 1s-Orbital vorgestellt, das beim Wasserstoff ein einziges Elektron enthält und dessen Elektronenkonfiguration man mit 1s1 angibt.
Am Beispiel des Heliums erkennt man die Bedeutung des entgegengesetzten Spins von Elektronen, die sich im selben Orbital aufhalten. Ein allgemeines Orbitalmodell, das sich aus s- und p-Orbitalen zusammensetzt, leitet zu den Orbitalmodellen und den dazugehörigen Elektronenkonfigurationen von Lithium (Li), Beryllium (Be) und Bor (B) über.
Die Sendung endet mit einem Experiment, bei dem Natrium in Wasser gegeben wird. Es belegt die hohe Reaktivität dieses Alkalimetalls, welche durch die Elektronenverteilung (3s1) gegeben ist.
