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 sind positiv, Elektronen negativ.
- Gleich viele heben sich auf.
- Also neutral.
- Protonen sind positiv, Elektronen negativ.
- Gleich viele heben sich auf.
- Also neutral.
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
- ○1Natrium (Na) hat die Ordnungszahl 11 und die Massenzahl 23. Bestimme: Wie viele Protonen, Neutronen und Elektronen hat ein Natriumatom zusammen?So fängst du an:Neutronen: 23 − 11 = 12
Lösung zeigen
- Neutronen: 23 − 11 = 12
- Alle: 11 + 12 + 11 = 34
Ergebnis:34 Teilchen - ●2Woraus besteht der Atomkern?
Lösung zeigen
- Kern: positiv geladene Protonen und ungeladene Neutronen.
- Hülle: negativ geladene Elektronen.
- Also Protonen und Neutronen.
Ergebnis:Aus Protonen und Neutronen - ★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: 17
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 17
- Neutronen = 36 − 17 = 19
- Ordnungszahl = Protonen: 17
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 17
- Neutronen = 36 − 17 = 19
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
- ○4Calcium (Ca) hat die Ordnungszahl 20 und die Massenzahl 40. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.So fängst du an:Ordnungszahl = Protonen: 20
Lösung zeigen
- Ordnungszahl = Protonen: 20
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 20
- Neutronen = 40 − 20 = 20
Ergebnis:20 Protonen, 20 Elektronen, 20 Neutronen - ●5Stickstoff (N) hat die Ordnungszahl 7 und die Massenzahl 14. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.
Lösung zeigen
- Ordnungszahl = Protonen: 7
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 7
- Neutronen = 14 − 7 = 7
Ergebnis:7 Protonen, 7 Elektronen, 7 Neutronen - ★6Aluminium (Al) hat die Ordnungszahl 13 und die Massenzahl 27. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.
Lösung zeigen
- Ordnungszahl = Protonen: 13
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 13
- Neutronen = 27 − 13 = 14
Ergebnis:13 Protonen, 13 Elektronen, 14 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
- Protonen = Ordnungszahl.
- Ordnungszahl von Natrium: 11.
- Also 11 Protonen.
- Protonen = Ordnungszahl.
- Ordnungszahl von Natrium: 11.
- Also 11 Protonen.
AchtungIon durch Änderung der Protonenzahl
Ein Chloratom nimmt ein Elektron auf. Was ist es danach → Argon, weil es jetzt 18 Elektronen hat
Ein Chloratom nimmt ein Elektron auf. Was ist es danach → Immer noch Chlor, als Ion Cl⁻
Zähl Protonen und Elektronen getrennt. Was fehlt oder ist dazugekommen?
ÜbenJetzt du
- ○7Kalium (K) hat die Ordnungszahl 19 und die Massenzahl 39. Bestimme: Wie viele Protonen hat ein Kaliumatom?So fängst du an:Protonen = Ordnungszahl.
Lösung zeigen
- Protonen = Ordnungszahl.
- Ordnungszahl von Kalium: 19.
- Also 19 Protonen.
Ergebnis:19 Protonen - ●8Ein Chloratom nimmt ein Elektron auf. Was ist es danach?
Lösung zeigen
- Das Element bestimmt allein die Zahl der Protonen.
- Die Protonen bleiben 17.
- Also Chlor, jetzt einfach negativ geladen.
Ergebnis:Immer noch Chlor, als Ion Cl⁻ - ★9Warum steigt die Ordnungszahl im Periodensystem von Kästchen zu Kästchen um eins?
Lösung zeigen
- Ordnungszahl = Protonenzahl.
- Das Periodensystem ordnet nach Protonenzahl.
- Also steigt sie um eins.
Ergebnis:Jedes Element hat ein Proton mehr
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: 2. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
- Spalte = Hauptgruppe: 6 (Zahl der Außenelektronen)
- Also 6 Außenelektronen – Chalkogene.
- Die Periode ist die Zeile: 2. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
- Spalte = Hauptgruppe: 6 (Zahl der Außenelektronen)
- Also 6 Außenelektronen – Chalkogene.
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
- ○10In welcher Hauptgruppe und in welcher Periode steht Chlor (Cl)? 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: 7 (Zahl der Außenelektronen)
- Also 7 Außenelektronen – Halogene.
Ergebnis:7. Hauptgruppe, 3. Periode, 7 Außenelektronen - ●11In 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 - ★12In welcher Hauptgruppe und in welcher Periode steht Natrium (Na)? Wie viele Außenelektronen hat es?
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
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 Schale: höchstens 8.
- Der Rest in die dritte: 11 − 10 = 1.
- Erste Schale: höchstens 2.
- Zweite Schale: höchstens 8.
- Der Rest in die dritte: 11 − 10 = 1.
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 14 Elektronen von Silicium auf die Schalen?So fängst du an:Erste Schale: höchstens 2.
Lösung zeigen
- Erste Schale: höchstens 2.
- Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
- Für 14 Elektronen: 2, 8, 4.
Ergebnis:2, 8, 4 - ●14Wie verteilen sich die 9 Elektronen von Fluor auf die Schalen?
Lösung zeigen
- Erste Schale: höchstens 2.
- Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
- Für 9 Elektronen: 2, 7.
Ergebnis:2, 7 - ★15Magnesium hat die Ordnungszahl 12. In welcher Periode und Hauptgruppe steht es?
Lösung zeigen
- Schalen: 2, 8, 2.
- Drei Schalen besetzt: 3. Periode.
- Zwei Außenelektronen: 2. Hauptgruppe.
Ergebnis:3. Periode, 2. Hauptgruppe
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.
- Natrium steht in der 1. Hauptgruppe.
- Lithium steht in derselben Spalte.
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Natrium steht in der 1. Hauptgruppe.
- Lithium 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
- ○16Lithium, Natrium und Kalium werden in Wasser gegeben. Welches reagiert am heftigsten?So fängst du an:Alle haben ein Außenelektron.
Lösung zeigen
- Alle haben ein Außenelektron.
- Nach unten sitzt es weiter vom Kern entfernt.
- Es geht leichter ab – Kalium reagiert am heftigsten.
Ergebnis:Kalium, es steht am weitesten unten - ●17Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Neon?
Lösung zeigen
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Neon steht in der 8. Hauptgruppe.
- Argon steht in derselben Spalte.
Ergebnis:Argon - ★18Was haben alle Alkalimetalle gemeinsam?
Lösung zeigen
- Familie = Spalte.
- 1. Hauptgruppe.
- Also ein Außenelektron.
Ergebnis:Ein Außenelektron
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 Chlor?So fängst du an:Familien stehen untereinander in einer Spalte.
Lösung zeigen
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Chlor steht in der 7. Hauptgruppe.
- Fluor steht in derselben Spalte.
Ergebnis:Fluor - ●20Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Lithium?
Lösung zeigen
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Lithium steht in der 1. Hauptgruppe.
- Natrium steht in derselben Spalte.
Ergebnis:Natrium - ★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
- Lithium hat 1 Außenelektronen.
- Kürzester Weg: 1 abgeben.
- Also Li⁺.
- Lithium hat 1 Außenelektronen.
- Kürzester Weg: 1 abgeben.
- Also Li⁺.
AchtungLadung in die falsche Richtung
Welches Edelgas hat dieselbe Elektronenzahl wie ein Chlorid-Ion Cl⁻ → Neon mit 10 Elektronen
Welches Edelgas hat dieselbe Elektronenzahl wie ein Chlorid-Ion Cl⁻ → Argon mit 18 Elektronen
Zähl die Außenelektronen. Ist der Weg zur Acht durch Abgeben oder durch Aufnehmen kürzer?
ÜbenJetzt du
- ○22Welches Ion bildet Schwefel (6. Hauptgruppe), um eine volle Außenschale zu erreichen?So fängst du an:Schwefel hat 6 Außenelektronen.
Lösung zeigen
- Schwefel hat 6 Außenelektronen.
- Kürzester Weg: 2 aufnehmen.
- Also S²⁻.
Ergebnis:S²⁻ - ●23Welches Ion bildet Sauerstoff (6. Hauptgruppe), um eine volle Außenschale zu erreichen?
Lösung zeigen
- Sauerstoff hat 6 Außenelektronen.
- Kürzester Weg: 2 aufnehmen.
- Also O²⁻.
Ergebnis:O²⁻ - ★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
- ●25Fluor (F) hat die Ordnungszahl 9 und die Massenzahl 19. Bestimme: Wie viele Protonen, Neutronen und Elektronen hat ein Fluoratom zusammen?
Lösung zeigen
- Neutronen: 19 − 9 = 10
- Alle: 9 + 10 + 9 = 28
Ergebnis:28 Teilchen - ●26Natrium (Na) hat die Ordnungszahl 11 und die Massenzahl 23. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.
Lösung zeigen
- Ordnungszahl = Protonen: 11
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 11
- Neutronen = 23 − 11 = 12
Ergebnis:11 Protonen, 11 Elektronen, 12 Neutronen - ●27Lithium (Li) hat die Ordnungszahl 3 und die Massenzahl 7. Bestimme: Wie viele Protonen hat ein Lithiumatom?
Lösung zeigen
- Protonen = Ordnungszahl.
- Ordnungszahl von Lithium: 3.
- Also 3 Protonen.
Ergebnis:3 Protonen - ●28Wie viele Außenelektronen hat ein Fluoratom (F, 7. Hauptgruppe, 2. Bestimme: Periode)?
Lösung zeigen
- Die Hauptgruppe nennt die Zahl der Außenelektronen.
- Fluor steht in der 7. Hauptgruppe.
- Also 7 Außenelektronen.
Ergebnis:7 Außenelektronen - ●29Warum 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 - ●30Wo steckt fast die ganze Masse eines Fluoratoms?
Lösung zeigen
- Protonen und Neutronen sind fast zweitausendmal schwerer als Elektronen.
- Sie sitzen im Kern.
- Fast die ganze Masse ist im Kern.
Ergebnis:Im Kern mit 9 Protonen
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.
31Aluminium (Al) hat die Ordnungszahl 13 und die Massenzahl 27. Bestimme: Wie viele Protonen, Neutronen und Elektronen hat ein Aluminiumatom zusammen?Lösung zeigen
Ergebnis:40 TeilchenIch bestimme Protonen, Neutronen und Elektronen aus dem Periodensystem.
32Sauerstoff (O) hat die Ordnungszahl 8 und die Massenzahl 16. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.Lösung zeigen
Ergebnis:8 Protonen, 8 Elektronen, 8 NeutronenIch erkläre, was die Ordnungszahl festlegt.
33Argon (Ar) hat die Ordnungszahl 18 und die Massenzahl 40. Bestimme: Wie viele Neutronen hat ein Argonatom?Lösung zeigen
Ergebnis:22 NeutronenIch 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.
35Chlor steht in der 7. Hauptgruppe und der 3. Periode. Bestimme: Wie viele Außenelektronen hat ein Chloratom?Lösung zeigen
Ergebnis:7 AußenelektronenIch beschreibe die Alkalimetalle als Elementfamilie.
36Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Calcium?Lösung zeigen
Ergebnis:MagnesiumIch beschreibe die Halogene und die Edelgase.
37Warum füllt man Luftballons mit Helium und nicht mit Wasserstoff?Lösung zeigen
Ergebnis:Helium brennt nichtIch erkläre, warum Edelgase kaum reagieren.
38Welches Ion bildet Aluminium (3. Hauptgruppe), um eine volle Außenschale zu erreichen?Lösung zeigen
Ergebnis:Al³⁺
Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.
Lösungen
- 34 Teilchen
- Aus Protonen und Neutronen
- So groß wie ein Fußballstadion
- 20 Protonen, 20 Elektronen, 20 Neutronen
- 7 Protonen, 7 Elektronen, 7 Neutronen
- 13 Protonen, 13 Elektronen, 14 Neutronen
- 19 Protonen
- Immer noch Chlor, als Ion Cl⁻
- Jedes Element hat ein Proton mehr
- 7. Hauptgruppe, 3. Periode, 7 Außenelektronen
- 2. Hauptgruppe, 3. Periode, 2 Außenelektronen
- 1. Hauptgruppe, 3. Periode, 1 Außenelektron
- 2, 8, 4
- 2, 7
- 3. Periode, 2. Hauptgruppe
- Kalium, es steht am weitesten unten
- Argon
- Ein Außenelektron
- Fluor
- Natrium
- Das Salz Natriumchlorid
- S²⁻
- O²⁻
- Argon mit 18 Elektronen
- 28 Teilchen
- 11 Protonen, 11 Elektronen, 12 Neutronen
- 3 Protonen
- 7 Außenelektronen
- Sie reagieren schon mit feuchter Luft
- Im Kern mit 9 Protonen
- 40 Teilchen
- 8 Protonen, 8 Elektronen, 8 Neutronen
- 22 Neutronen
- 2. Hauptgruppe, 3. Periode, 2 Außenelektronen
- 7 Außenelektronen
- Magnesium
- Helium brennt nicht
- Al³⁺