Chemie · Klasse 7 und 8 · Kapitel
Das Periodensystem – Übersicht und Werkzeug
- Entdecken Frage, Vorstellung, Bild
- Merken kommt ins Heft
- Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
- Üben selbst rechnen
- Achtung typischer Fehler
- Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen
○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.
1Ich beschreibe den Aufbau eines Atoms mit Kern und Hülle.
MerkenKern und Hülle
Ein Atom hat einen winzigen Kern aus Protonen und Neutronen und eine Hülle aus Elektronen.
Fast alle Masse steckt im Kern, fast aller Raum in der Hülle.
BeispielKern und Hülle
Schritt für Schritt
- Protonen und Neutronen sind fast zweitausendmal schwerer als Elektronen.
- Sie sitzen im Kern.
- Fast die ganze Masse ist im Kern.
- Protonen und Neutronen sind fast zweitausendmal schwerer als Elektronen.
- Sie sitzen im Kern.
- Fast die ganze Masse ist im Kern.
AchtungAtom als volle Kugel
Atom = volle Kugel, überall gleich dicht
Kern → winzig, fast die ganze Masse Hülle → riesig, fast leer, dort sind die Elektronen
Winziger Kern mit fast aller Masse, große Hülle mit den Elektronen.
ÜbenJetzt du
- ○1Woraus besteht der Atomkern?So fängst du an:Kern: positiv geladene Protonen und ungeladene Neutronen.
Lösung zeigen
- Kern: positiv geladene Protonen und ungeladene Neutronen.
- Hülle: negativ geladene Elektronen.
- Also Protonen und Neutronen.
Ergebnis:Aus Protonen und Neutronen - ●2Aluminium (Al) hat die Ordnungszahl 13 und die Massenzahl 27. Bestimme: Wie viele Protonen, Neutronen und Elektronen hat ein Aluminiumatom zusammen?
Lösung zeigen
- Neutronen: 27 − 13 = 14
- Alle: 13 + 14 + 13 = 40
Ergebnis:40 Teilchen - ★3Ist der Kern so groß wie ein Stecknadelkopf, wie groß ist dann das Atom?
Lösung zeigen
- Der Kern ist rund hunderttausendmal kleiner als das Atom.
- Das Atom besteht fast nur aus Hülle.
- Stecknadelkopf im Stadion.
Ergebnis:So groß wie ein Fußballstadion
2Ich bestimme Protonen, Neutronen und Elektronen aus dem Periodensystem.
MerkenMassenzahl
Massenzahl = Protonen + Neutronen. Neutronen = Massenzahl − Ordnungszahl.
BeispielAtombau aus dem Periodensystem
Schritt für Schritt
- Ordnungszahl = Protonen: 12
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 12
- Neutronen = 24 − 12 = 12
- Ordnungszahl = Protonen: 12
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 12
- Neutronen = 24 − 12 = 12
AchtungOrdnungszahl und Massenzahl verwechselt
Natrium, Massenzahl 23 → 23 Protonen
Natrium: Ordnungszahl 11 → 11 Protonen, 11 Elektronen, 23 − 11 = 12 Neutronen
Die Ordnungszahl zählt Protonen, die Massenzahl Protonen UND Neutronen.
ÜbenJetzt du
- ○4Schwefel (S) hat die Ordnungszahl 16 und die Massenzahl 32. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.So fängst du an:Ordnungszahl = Protonen: 16
Lösung zeigen
- Ordnungszahl = Protonen: 16
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 16
- Neutronen = 32 − 16 = 16
Ergebnis:16 Protonen, 16 Elektronen, 16 Neutronen - ●5Calcium (Ca) hat die Ordnungszahl 20 und die Massenzahl 40. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.
Lösung zeigen
- Ordnungszahl = Protonen: 20
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 20
- Neutronen = 40 − 20 = 20
Ergebnis:20 Protonen, 20 Elektronen, 20 Neutronen - ★6Sauerstoff (O) hat die Ordnungszahl 8 und die Massenzahl 16. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.
Lösung zeigen
- Ordnungszahl = Protonen: 8
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 8
- Neutronen = 16 − 8 = 8
Ergebnis:8 Protonen, 8 Elektronen, 8 Neutronen
3Ich erkläre, was die Ordnungszahl festlegt.
MerkenOrdnungszahl
Die Ordnungszahl ist die Zahl der Protonen.
Sie legt fest, welches Element es ist – ein Atom mit 6 Protonen ist Kohlenstoff, immer.
BeispielWas die Ordnungszahl festlegt
Schritt für Schritt
- Massenzahl = Protonen + Neutronen.
- Neutronen = 31 − 15.
- Also 16 Neutronen.
- Massenzahl = Protonen + Neutronen.
- Neutronen = 31 − 15.
- Also 16 Neutronen.
AchtungOrdnungszahl und Massenzahl verwechselt
Natrium hat 23 Protonen.
Natrium hat 11 Protonen. 23 ist die Massenzahl: Protonen und Neutronen.
Such die Ordnungszahl: Sie ist die kleinere Zahl und steigt im Periodensystem um eins.
ÜbenJetzt du
- ○7Chlor (Cl) hat die Ordnungszahl 17 und die Massenzahl 35. Bestimme: Wie viele Neutronen hat ein Chloratom?So fängst du an:Massenzahl = Protonen + Neutronen.
Lösung zeigen
- Massenzahl = Protonen + Neutronen.
- Neutronen = 35 − 17.
- Also 18 Neutronen.
Ergebnis:18 Neutronen - ●8Fluor (F) hat die Ordnungszahl 9 und die Massenzahl 19. Bestimme: Wie viele Neutronen hat ein Fluoratom?
Lösung zeigen
- Massenzahl = Protonen + Neutronen.
- Neutronen = 19 − 9.
- Also 10 Neutronen.
Ergebnis:10 Neutronen - ★9Aluminium (Al) hat die Ordnungszahl 13 und die Massenzahl 27. Bestimme: Wie viele Protonen hat ein Aluminiumatom?
Lösung zeigen
- Protonen = Ordnungszahl.
- Ordnungszahl von Aluminium: 13.
- Also 13 Protonen.
Ergebnis:13 Protonen
4Ich lese Gruppe und Periode ab und deute sie.
MerkenPeriode
Die Periode ist die Zeile im Periodensystem. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
BeispielGruppe und Periode bestimmen
Schritt für Schritt
- Die Periode ist die Zeile: 4. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
- Spalte = Hauptgruppe: 2 (Zahl der Außenelektronen)
- Also 2 Außenelektronen – Erdalkalimetalle.
- Die Periode ist die Zeile: 4. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
- Spalte = Hauptgruppe: 2 (Zahl der Außenelektronen)
- Also 2 Außenelektronen – Erdalkalimetalle.
AchtungIon durch Änderung der Protonenzahl
Na⁺ hat ein Proton mehr als Na.
Na⁺ hat ein Elektron weniger als Na. Die Protonen bleiben gleich.
Zähl Protonen und Elektronen getrennt. Was fehlt oder ist dazugekommen?
ÜbenJetzt du
- ○10In welcher Hauptgruppe und in welcher Periode steht Natrium (Na)? Wie viele Außenelektronen hat es?So fängst du an:Die Periode ist die Zeile: 3. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
Lösung zeigen
- Die Periode ist die Zeile: 3. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
- Spalte = Hauptgruppe: 1 (Zahl der Außenelektronen)
- Also 1 Außenelektron – Alkalimetalle.
Ergebnis:1. Hauptgruppe, 3. Periode, 1 Außenelektron - ●11In welcher Hauptgruppe und in welcher Periode steht Sauerstoff (O)? Wie viele Außenelektronen hat es?
Lösung zeigen
- Die Periode ist die Zeile: 2. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
- Spalte = Hauptgruppe: 6 (Zahl der Außenelektronen)
- Also 6 Außenelektronen – Chalkogene.
Ergebnis:6. Hauptgruppe, 2. Periode, 6 Außenelektronen - ★12In welcher Hauptgruppe und in welcher Periode steht Magnesium (Mg)? Wie viele Außenelektronen hat es?
Lösung zeigen
- Die Periode ist die Zeile: 3. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
- Spalte = Hauptgruppe: 2 (Zahl der Außenelektronen)
- Also 2 Außenelektronen – Erdalkalimetalle.
Ergebnis:2. Hauptgruppe, 3. Periode, 2 Außenelektronen
5Ich bestimme die Zahl der Außenelektronen.
MerkenHauptgruppe
Die Hauptgruppe ist die Spalte.
Sie sagt, wie viele Außenelektronen ein Atom hat – und damit, wie es reagiert.
BeispielSchalen und Außenelektronen
Schritt für Schritt
- Erste Schale: höchstens 2.
- Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
- Für 14 Elektronen: 2, 8, 4.
- Erste Schale: höchstens 2.
- Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
- Für 14 Elektronen: 2, 8, 4.
AchtungPeriode, Gruppe und Familie verwechselt
Natrium und Magnesium stehen nebeneinander → gleiche Familie
Familie = gleiche Spalte (Gruppe). Natrium gehört zu Lithium und Kalium: je 1 Außenelektron
Familien stehen untereinander in einer Spalte – gleich viele Außenelektronen.
ÜbenJetzt du
- ○13Wie verteilen sich die 8 Elektronen von Sauerstoff auf die Schalen?So fängst du an:Erste Schale: höchstens 2.
Lösung zeigen
- Erste Schale: höchstens 2.
- Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
- Für 8 Elektronen: 2, 6.
Ergebnis:2, 6 - ●14Wie verteilen sich die 7 Elektronen von Stickstoff auf die Schalen?
Lösung zeigen
- Erste Schale: höchstens 2.
- Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
- Für 7 Elektronen: 2, 5.
Ergebnis:2, 5 - ★15Wie verteilen sich die 6 Elektronen von Kohlenstoff auf die Schalen?
Lösung zeigen
- Erste Schale: höchstens 2.
- Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
- Für 6 Elektronen: 2, 4.
Ergebnis:2, 4
6Ich beschreibe die Alkalimetalle als Elementfamilie.
MerkenAlkalimetalle
1. Hauptgruppe, ein Außenelektron.
Sie geben es leicht ab, reagieren heftig mit Wasser, und die Heftigkeit nimmt nach unten zu.
BeispielAlkalimetalle als Elementfamilie
Schritt für Schritt
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Neon steht in der 8. Hauptgruppe.
- Argon steht in derselben Spalte.
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Neon steht in der 8. Hauptgruppe.
- Argon steht in derselben Spalte.
AchtungÄhnliche Elemente in derselben Zeile gesucht
Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Neon → Fluor
Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Neon → Argon
Such die Spalte des Elements. Wer darüber und darunter steht, gehört zur Familie.
ÜbenJetzt du
- ○16Welches Element gehört zur selben Familie wie Natrium?So fängst du an:Familien stehen in einer Spalte.
Lösung zeigen
- Familien stehen in einer Spalte.
- Natrium steht in der 1. Hauptgruppe.
- Darunter steht Kalium.
Ergebnis:Kalium, darunter - ●17Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Argon?
Lösung zeigen
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Argon steht in der 8. Hauptgruppe.
- Neon steht in derselben Spalte.
Ergebnis:Neon - ★18Warum werden Alkalimetalle unter Paraffinöl aufbewahrt?
Lösung zeigen
- Alkalimetalle geben ihr Außenelektron sehr leicht ab.
- Sie reagieren mit Sauerstoff und Wasser aus der Luft.
- Das Öl hält Luft und Wasser fern.
Ergebnis:Sie reagieren schon mit feuchter Luft
7Ich beschreibe die Halogene und die Edelgase.
MerkenHalogene
7. Hauptgruppe, sieben Außenelektronen.
Ihnen fehlt genau eines – deshalb nehmen sie gern eines auf und reagieren mit Metallen zu Salzen.
BeispielHalogene und Edelgase
Schritt für Schritt
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Calcium steht in der 2. Hauptgruppe.
- Magnesium steht in derselben Spalte.
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Calcium steht in der 2. Hauptgruppe.
- Magnesium steht in derselben Spalte.
AchtungReaktion als Mischen gedeutet
Natrium und Chlor reagieren heftig. Was entsteht → Ein Gemisch beider Stoffe
Natrium und Chlor reagieren heftig. Was entsteht → Das Salz Natriumchlorid
Prüfe das Produkt mit einer Eigenschaft des Ausgangsstoffs, zum Beispiel mit dem Magneten.
ÜbenJetzt du
- ○19Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Magnesium?So fängst du an:Familien stehen untereinander in einer Spalte.
Lösung zeigen
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Magnesium steht in der 2. Hauptgruppe.
- Calcium steht in derselben Spalte.
Ergebnis:Calcium - ●20In welcher Hauptgruppe stehen die Edelgase, und wie viele Außenelektronen hat Argon?
Lösung zeigen
- Edelgase: letzte Spalte, 8. Hauptgruppe.
- Argon: 2, 8, 8.
- Also 8 Außenelektronen.
Ergebnis:8. Hauptgruppe, 8 Außenelektronen - ★21Natrium und Chlor reagieren heftig. Was entsteht?
Lösung zeigen
- Halogen heißt „Salzbildner“.
- Natrium gibt ein Elektron ab, Chlor nimmt eins auf.
- Es entsteht das Salz Natriumchlorid.
Ergebnis:Das Salz Natriumchlorid
8Ich erkläre, warum Edelgase kaum reagieren.
MerkenEdelgase
8. Hauptgruppe, acht Außenelektronen (Helium: zwei).
Dieser Zustand ist stabil – deshalb reagieren Edelgase fast nicht. Alle anderen Atome streben ihn an.
BeispielWarum Edelgase kaum reagieren
Schritt für Schritt
- Beryllium hat 2 Außenelektronen.
- Kürzester Weg: 2 abgeben.
- Also Be²⁺.
- Beryllium hat 2 Außenelektronen.
- Kürzester Weg: 2 abgeben.
- Also Be²⁺.
AchtungEdelgase ohne Außenelektronen
Was streben Atome bei Reaktionen meistens an → Eine leere Außenschale
Was streben Atome bei Reaktionen meistens an → Eine volle Außenschale
Zeichne das Schalenmodell von Neon und zähl die äußere Schale.
ÜbenJetzt du
- ○22Welches Ion bildet Aluminium (3. Hauptgruppe), um eine volle Außenschale zu erreichen?So fängst du an:Aluminium hat 3 Außenelektronen.
Lösung zeigen
- Aluminium hat 3 Außenelektronen.
- Kürzester Weg: 3 abgeben.
- Also Al³⁺.
Ergebnis:Al³⁺ - ●23Was streben Atome bei Reaktionen meistens an?
Lösung zeigen
- Edelgase sind stabil.
- Ihre Außenschale ist voll.
- Andere Atome erreichen das durch Abgeben, Aufnehmen oder Teilen von Elektronen.
Ergebnis:Eine volle Außenschale - ★24Welches Edelgas hat dieselbe Elektronenzahl wie ein Chlorid-Ion Cl⁻?
Lösung zeigen
- Chlor: 17 Elektronen.
- Cl⁻: 18 Elektronen.
- Argon hat 18 – gleicher Bau der Hülle, aber ein anderes Element.
Ergebnis:Argon mit 18 Elektronen
Vermischte Übungen
Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?
Üben
- ●25Ein Lithiumatom hat 3 Protonen und 4 Neutronen. Bestimme: Wie viele Elektronen hat das ungeladene Atom?
Lösung zeigen
- Das Atom ist nach außen neutral.
- Gleich viele Elektronen wie Protonen.
- Also 3 Elektronen.
Ergebnis:3 Elektronen - ●26Kohlenstoff (C) hat die Ordnungszahl 6 und die Massenzahl 12. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.
Lösung zeigen
- Ordnungszahl = Protonen: 6
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 6
- Neutronen = 12 − 6 = 6
Ergebnis:6 Protonen, 6 Elektronen, 6 Neutronen - ●27Lithium (Li) hat die Ordnungszahl 3 und die Massenzahl 7. Bestimme: Wie viele Neutronen hat ein Lithiumatom?
Lösung zeigen
- Massenzahl = Protonen + Neutronen.
- Neutronen = 7 − 3.
- Also 4 Neutronen.
Ergebnis:4 Neutronen - ●28Wie verteilen sich die 19 Elektronen von Kalium auf die Schalen?
Lösung zeigen
- Erste Schale: höchstens 2.
- Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
- Für 19 Elektronen: 2, 8, 8, 1.
Ergebnis:2, 8, 8, 1 - ●29Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Kalium?
Lösung zeigen
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Kalium steht in der 1. Hauptgruppe.
- Natrium steht in derselben Spalte.
Ergebnis:Natrium - ●30Welches Ion bildet Magnesium, um den Edelgaszustand zu erreichen?
Lösung zeigen
- Magnesium hat zwei Außenelektronen.
- Abgeben ist der kürzere Weg zur vollen Schale.
- Also Mg²⁺.
Ergebnis:Mg²⁺, zwei Elektronen abgegeben
Auf einen Blick
MerkenDas Wichtigste
- Kern und Hülle
- Ein Atom hat einen winzigen Kern aus Protonen und Neutronen und eine Hülle aus Elektronen.
- Massenzahl
- Massenzahl = Protonen + Neutronen. Neutronen = Massenzahl − Ordnungszahl.
- Ordnungszahl
- Die Ordnungszahl ist die Zahl der Protonen.
- Periode
- Die Periode ist die Zeile im Periodensystem. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
- Hauptgruppe
- Die Hauptgruppe ist die Spalte.
- Alkalimetalle
- 1. Hauptgruppe, ein Außenelektron.
- Halogene
- 7. Hauptgruppe, sieben Außenelektronen.
- Edelgase
- 8. Hauptgruppe, acht Außenelektronen (Helium: zwei).
Kannst du das?
Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.
ÜbenSelbsttest
Ich beschreibe den Aufbau eines Atoms mit Kern und Hülle.
31Wo steckt fast die ganze Masse eines Lithiumatoms?Lösung zeigen
Ergebnis:Im Kern mit 3 ProtonenIch bestimme Protonen, Neutronen und Elektronen aus dem Periodensystem.
32Aluminium (Al) hat die Ordnungszahl 13 und die Massenzahl 27. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.Lösung zeigen
Ergebnis:13 Protonen, 13 Elektronen, 14 NeutronenIch erkläre, was die Ordnungszahl festlegt.
33Natrium (Na) hat die Ordnungszahl 11 und die Massenzahl 23. Bestimme: Wie viele Protonen hat ein Natriumatom?Lösung zeigen
Ergebnis:11 ProtonenIch lese Gruppe und Periode ab und deute sie.
34In welcher Hauptgruppe und in welcher Periode steht Magnesium (Mg)? Wie viele Außenelektronen hat es?Lösung zeigen
Ergebnis:2. Hauptgruppe, 3. Periode, 2 AußenelektronenIch bestimme die Zahl der Außenelektronen.
35Wie viele Außenelektronen hat ein Fluoratom (F, 7. Hauptgruppe, 2. Bestimme: Periode)?Lösung zeigen
Ergebnis:7 AußenelektronenIch beschreibe die Alkalimetalle als Elementfamilie.
36Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Chlor?Lösung zeigen
Ergebnis:FluorIch beschreibe die Halogene und die Edelgase.
37Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Argon?Lösung zeigen
Ergebnis:NeonIch erkläre, warum Edelgase kaum reagieren.
38Welches Ion bildet Kalium (1. Hauptgruppe), um eine volle Außenschale zu erreichen?Lösung zeigen
Ergebnis:K⁺
Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.
Lösungen
- Aus Protonen und Neutronen
- 40 Teilchen
- So groß wie ein Fußballstadion
- 16 Protonen, 16 Elektronen, 16 Neutronen
- 20 Protonen, 20 Elektronen, 20 Neutronen
- 8 Protonen, 8 Elektronen, 8 Neutronen
- 18 Neutronen
- 10 Neutronen
- 13 Protonen
- 1. Hauptgruppe, 3. Periode, 1 Außenelektron
- 6. Hauptgruppe, 2. Periode, 6 Außenelektronen
- 2. Hauptgruppe, 3. Periode, 2 Außenelektronen
- 2, 6
- 2, 5
- 2, 4
- Kalium, darunter
- Neon
- Sie reagieren schon mit feuchter Luft
- Calcium
- 8. Hauptgruppe, 8 Außenelektronen
- Das Salz Natriumchlorid
- Al³⁺
- Eine volle Außenschale
- Argon mit 18 Elektronen
- 3 Elektronen
- 6 Protonen, 6 Elektronen, 6 Neutronen
- 4 Neutronen
- 2, 8, 8, 1
- Natrium
- Mg²⁺, zwei Elektronen abgegeben
- Im Kern mit 3 Protonen
- 13 Protonen, 13 Elektronen, 14 Neutronen
- 11 Protonen
- 2. Hauptgruppe, 3. Periode, 2 Außenelektronen
- 7 Außenelektronen
- Fluor
- Neon
- K⁺