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Chemie · Klasse 7 und 8 · Kapitel

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Das Periodensystem – Übersicht und Werkzeug

EntdeckenDie Frage zum Kapitel

Warum leuchtet Natrium in der Flamme gelb und Kupfer grün?

Schreib eine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Für die Lehrkraft: Wenn man Salze in eine Flamme hält, springen Elektronen in den Atomen auf höhere Stufen und fallen zurück. Dabei senden sie Licht aus, und zwar bei jedem Element in einer eigenen Farbe. Bunsen und Kirchhoff nutzten das 1860 und fanden so zwei neue Elemente. Quelle: Robert Bunsen und Gustav Kirchhoff, Chemische Analyse durch Spectralbeobachtungen, 1860

  • 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.

EntdeckenFrage

Warum leuchtet Natrium in der Flamme gelb und Kupfer grün?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Wenn man Salze in eine Flamme hält, springen Elektronen in den Atomen auf höhere Stufen und fallen zurück. Dabei senden sie Licht aus, und zwar bei jedem Element in einer eigenen Farbe. Bunsen und Kirchhoff nutzten das 1860 und fanden so zwei neue Elemente.

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

Ein Argonatom hat 18 Protonen und 22 Neutronen. Bestimme: Wie viele Elektronen hat das ungeladene Atom?
Schritt für Schritt
  1. Das Atom ist nach außen neutral.
  2. Gleich viele Elektronen wie Protonen.
  3. Also 18 Elektronen.
  1. Das Atom ist nach außen neutral.
  2. Gleich viele Elektronen wie Protonen.
  3. Also 18 Elektronen.
Ergebnis:
18 Elektronen

AchtungAtom als volle Kugel

So nicht
Atom = volle Kugel, überall gleich dicht
So richtig
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

  1. ○1
    Chlor (Cl) hat die Ordnungszahl 17 und die Massenzahl 35. Bestimme: Wie viele Protonen, Neutronen und Elektronen hat ein Chloratom zusammen?
    So fängst du an:
    Neutronen: 35 − 17 = 18
    Lösung zeigen
    1. Neutronen: 35 − 17 = 18
    2. Alle: 17 + 18 + 17 = 52
    Ergebnis:
    52 Teilchen
  2. ●2
    Lithium (Li) hat die Ordnungszahl 3 und die Massenzahl 7. Bestimme: Wie viele Protonen, Neutronen und Elektronen hat ein Lithiumatom zusammen?
    Lösung zeigen
    1. Neutronen: 7 − 3 = 4
    2. Alle: 3 + 4 + 3 = 10
    Ergebnis:
    10 Teilchen
  3. ★3
    Ist der Kern so groß wie ein Stecknadelkopf, wie groß ist dann das Atom?
    Lösung zeigen
    1. Der Kern ist rund hunderttausendmal kleiner als das Atom.
    2. Das Atom besteht fast nur aus Hülle.
    3. Stecknadelkopf im Stadion.
    Ergebnis:
    So groß wie ein Fußballstadion

2Ich bestimme Protonen, Neutronen und Elektronen aus dem Periodensystem.

EntdeckenFrage

Kann man aus einem anderen Metall wirklich Gold machen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Ja, einmal: Gold hat 79 Protonen, Wismut 83. 1980 wandelte ein Team um Glenn Seaborg in einem Teilchenbeschleuniger Atome des Wismuts in Gold um. Es entstanden nur winzige Mengen, der Aufwand war viel größer als der Wert. Die Zahl der Protonen legt das Element fest.

MerkenMassenzahl

Massenzahl = Protonen + Neutronen. Neutronen = Massenzahl − Ordnungszahl.

BeispielAtombau aus dem Periodensystem

Schwefel (S) hat die Ordnungszahl 16 und die Massenzahl 32. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.
286SS: Ordnungszahl 16 · Massenzahl 32Kern: Protonen ? · Neutronen ?Hülle: 16 Elektronen, außen 6
Schritt für Schritt
  1. Ordnungszahl = Protonen: 16
  2. Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 16
  3. Neutronen = 32 − 16 = 16
  1. Ordnungszahl = Protonen: 16
  2. Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 16
  3. Neutronen = 32 − 16 = 16
Ergebnis:
16 Protonen, 16 Elektronen, 16 Neutronen

AchtungOrdnungszahl und Massenzahl verwechselt

So nicht
Natrium, Massenzahl 23 → 23 Protonen
So richtig
Natrium: Ordnungszahl 11 → 11 Protonen, 11 Elektronen,
23 − 11 = 12 Neutronen

Die Ordnungszahl zählt Protonen, die Massenzahl Protonen UND Neutronen.

ÜbenJetzt du

  1. ○4
    Chlor (Cl) hat die Ordnungszahl 17 und die Massenzahl 36. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.
    So fängst du an:
    Ordnungszahl = Protonen: 17
    Lösung zeigen
    1. Ordnungszahl = Protonen: 17
    2. Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 17
    3. Neutronen = 36 − 17 = 19
    Ergebnis:
    17 Protonen, 17 Elektronen, 19 Neutronen
  2. ●5
    Natrium (Na) hat die Ordnungszahl 11 und die Massenzahl 23. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.
    Lösung zeigen
    1. Ordnungszahl = Protonen: 11
    2. Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 11
    3. Neutronen = 23 − 11 = 12
    Ergebnis:
    11 Protonen, 11 Elektronen, 12 Neutronen
  3. ★6
    Kalium (K) hat die Ordnungszahl 19 und die Massenzahl 39. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.
    Lösung zeigen
    1. Ordnungszahl = Protonen: 19
    2. Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 19
    3. Neutronen = 39 − 19 = 20
    Ergebnis:
    19 Protonen, 19 Elektronen, 20 Neutronen

3Ich erkläre, was die Ordnungszahl festlegt.

EntdeckenFrage

Welches Element ist nach der Stadt Darmstadt benannt?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Darmstadtium, Ordnungszahl 110. Es wurde 1994 am Forschungszentrum GSI in Darmstadt hergestellt und 2003 offiziell benannt. Die Ordnungszahl gibt die Zahl der Protonen im Kern an, also hat jedes Darmstadtium-Atom 110.

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

Kalium (K) hat die Ordnungszahl 19 und die Massenzahl 39. Bestimme: Wie viele Protonen hat ein Kaliumatom?
Schritt für Schritt
  1. Protonen = Ordnungszahl.
  2. Ordnungszahl von Kalium: 19.
  3. Also 19 Protonen.
  1. Protonen = Ordnungszahl.
  2. Ordnungszahl von Kalium: 19.
  3. Also 19 Protonen.
Ergebnis:
19 Protonen

AchtungOrdnungszahl und Massenzahl verwechselt

So nicht
Natrium hat 23 Protonen.
So richtig
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

  1. ○7
    Aluminium (Al) hat die Ordnungszahl 13 und die Massenzahl 27. Bestimme: Wie viele Neutronen hat ein Aluminiumatom?
    So fängst du an:
    Massenzahl = Protonen + Neutronen.
    Lösung zeigen
    1. Massenzahl = Protonen + Neutronen.
    2. Neutronen = 27 − 13.
    3. Also 14 Neutronen.
    Ergebnis:
    14 Neutronen
  2. ●8
    Aluminium (Al) hat die Ordnungszahl 13 und die Massenzahl 27. Bestimme: Wie viele Protonen hat ein Aluminiumatom?
    Lösung zeigen
    1. Protonen = Ordnungszahl.
    2. Ordnungszahl von Aluminium: 13.
    3. Also 13 Protonen.
    Ergebnis:
    13 Protonen
  3. ★9
    Warum steigt die Ordnungszahl im Periodensystem von Kästchen zu Kästchen um eins?
    Lösung zeigen
    1. Ordnungszahl = Protonenzahl.
    2. Das Periodensystem ordnet nach Protonenzahl.
    3. Also steigt sie um eins.
    Ergebnis:
    Jedes Element hat ein Proton mehr

4Ich lese Gruppe und Periode ab und deute sie.

EntdeckenFrage

Wie konnte Mendelejew Elemente vorhersagen, die noch keiner kannte?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Er ordnete die Elemente 1869 nach ihrer Masse in Tabellenzeilen und ließ Lücken, wo ein Element in die Gruppe passen musste. Für eine Lücke unter Aluminium sagte er Eigenschaften voraus. 1875 wurde Gallium entdeckt, und sie stimmten.

MerkenPeriode

Die Periode ist die Zeile im Periodensystem. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.

BeispielGruppe und Periode bestimmen

In welcher Hauptgruppe und in welcher Periode steht Chlor (Cl)? Wie viele Außenelektronen hat es?
Schritt für Schritt
  1. Die Periode ist die Zeile: 3. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
  2. Spalte = Hauptgruppe: 7 (Zahl der Außenelektronen)
  3. Also 7 Außenelektronen – Halogene.
  1. Die Periode ist die Zeile: 3. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
  2. Spalte = Hauptgruppe: 7 (Zahl der Außenelektronen)
  3. Also 7 Außenelektronen – Halogene.
Ergebnis:
7. Hauptgruppe, 3. Periode, 7 Außenelektronen

AchtungNoch einmal: Ordnungszahl und Massenzahl verwechselt

So nicht
Natrium, Massenzahl 23 → 23 Protonen
So richtig
Natrium: Ordnungszahl 11 → 11 Protonen, 11 Elektronen,
23 − 11 = 12 Neutronen

Die Ordnungszahl zählt Protonen, die Massenzahl Protonen UND Neutronen.

ÜbenJetzt du

  1. ○10
    In welcher Hauptgruppe und in welcher Periode steht Calcium (Ca)? Wie viele Außenelektronen hat es?
    So fängst du an:
    Die Periode ist die Zeile: 4. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
    Lösung zeigen
    1. Die Periode ist die Zeile: 4. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
    2. Spalte = Hauptgruppe: 2 (Zahl der Außenelektronen)
    3. Also 2 Außenelektronen – Erdalkalimetalle.
    Ergebnis:
    2. Hauptgruppe, 4. Periode, 2 Außenelektronen
  2. ●11
    In welcher Hauptgruppe und in welcher Periode steht Kalium (K)? Wie viele Außenelektronen hat es?
    Lösung zeigen
    1. Die Periode ist die Zeile: 4. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
    2. Spalte = Hauptgruppe: 1 (Zahl der Außenelektronen)
    3. Also 1 Außenelektron – Alkalimetalle.
    Ergebnis:
    1. Hauptgruppe, 4. Periode, 1 Außenelektron
  3. ★12
    In welcher Hauptgruppe und in welcher Periode steht Natrium (Na)? Wie viele Außenelektronen hat es?
    Lösung zeigen
    1. Die Periode ist die Zeile: 3. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
    2. Spalte = Hauptgruppe: 1 (Zahl der Außenelektronen)
    3. Also 1 Außenelektron – Alkalimetalle.
    Ergebnis:
    1. Hauptgruppe, 3. Periode, 1 Außenelektron

5Ich bestimme die Zahl der Außenelektronen.

EntdeckenFrage

Was haben Lithium im Handy-Akku und Natrium im Kochsalz gemeinsam?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Beide stehen in der ersten Hauptgruppe und haben genau ein Außenelektron. Dieses Elektron geben sie leicht ab, deshalb sind beide so reaktionsfreudig. Aus der Gruppennummer liest man die Zahl der Außenelektronen ab.

MerkenHauptgruppe

Die Hauptgruppe ist die Spalte.

Sie sagt, wie viele Außenelektronen ein Atom hat – und damit, wie es reagiert.

BeispielSchalen und Außenelektronen

Wie verteilen sich die 8 Elektronen von Sauerstoff auf die Schalen?
Schritt für Schritt
  1. Erste Schale: höchstens 2.
  2. Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
  3. Für 8 Elektronen: 2, 6.
  1. Erste Schale: höchstens 2.
  2. Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
  3. Für 8 Elektronen: 2, 6.
Ergebnis:
2, 6

AchtungPeriode, Gruppe und Familie verwechselt

So nicht
Natrium und Magnesium stehen nebeneinander → gleiche Familie
So richtig
Familie = gleiche Spalte (Gruppe).
Natrium gehört zu Lithium und Kalium: je 1 Außenelektron

Familien stehen untereinander in einer Spalte – gleich viele Außenelektronen.

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    Chlor steht in der 7. Hauptgruppe und der 3. Periode. Bestimme: Wie viele Außenelektronen hat ein Chloratom?
    So fängst du an:
    Die Hauptgruppe nennt die Zahl der Außenelektronen.
    Lösung zeigen
    1. Die Hauptgruppe nennt die Zahl der Außenelektronen.
    2. 7. Hauptgruppe.
    3. Also 7 Außenelektronen.
    Ergebnis:
    7 Außenelektronen
  2. ●14
    Wie verteilen sich die 19 Elektronen von Kalium auf die Schalen?
    Lösung zeigen
    1. Erste Schale: höchstens 2.
    2. Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
    3. Für 19 Elektronen: 2, 8, 8, 1.
    Ergebnis:
    2, 8, 8, 1
  3. ★15
    Magnesium hat die Ordnungszahl 12. In welcher Periode und Hauptgruppe steht es?
    Lösung zeigen
    1. Schalen: 2, 8, 2.
    2. Drei Schalen besetzt: 3. Periode.
    3. Zwei Außenelektronen: 2. Hauptgruppe.
    Ergebnis:
    3. Periode, 2. Hauptgruppe

6Ich beschreibe die Alkalimetalle als Elementfamilie.

EntdeckenFrage

Was passiert, wenn man ein Stück Natrium ins Wasser wirft?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Es reagiert heftig, schwimmt und zischt, dabei entsteht Wasserstoff, und es wird warm. Humphry Davy stellte 1807 erstmals reines Natrium und Kalium her. Alkalimetalle sind so reaktiv, dass sie in Öl aufbewahrt werden. Nur Lehrkräfte führen diesen Versuch vor.

MerkenAlkalimetalle

1. Hauptgruppe, ein Außenelektron.

Sie geben es leicht ab, reagieren heftig mit Wasser, und die Heftigkeit nimmt nach unten zu.

BeispielAlkalimetalle als Elementfamilie

Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Neon?
Schritt für Schritt
  1. Familien stehen untereinander in einer Spalte.
  2. Neon steht in der 8. Hauptgruppe.
  3. Argon steht in derselben Spalte.
  1. Familien stehen untereinander in einer Spalte.
  2. Neon steht in der 8. Hauptgruppe.
  3. Argon steht in derselben Spalte.
Ergebnis:
Argon

AchtungÄhnliche Elemente in derselben Zeile gesucht

So nicht
Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Neon → Fluor
So richtig
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

  1. ○16
    Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Fluor?
    So fängst du an:
    Familien stehen untereinander in einer Spalte.
    Lösung zeigen
    1. Familien stehen untereinander in einer Spalte.
    2. Fluor steht in der 7. Hauptgruppe.
    3. Chlor steht in derselben Spalte.
    Ergebnis:
    Chlor
  2. ●17
    Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Calcium?
    Lösung zeigen
    1. Familien stehen untereinander in einer Spalte.
    2. Calcium steht in der 2. Hauptgruppe.
    3. Magnesium steht in derselben Spalte.
    Ergebnis:
    Magnesium
  3. ★18
    Welches Element gehört zur selben Familie wie Natrium?
    Lösung zeigen
    1. Familien stehen in einer Spalte.
    2. Natrium steht in der 1. Hauptgruppe.
    3. Darunter steht Kalium.
    Ergebnis:
    Kalium, darunter

7Ich beschreibe die Halogene und die Edelgase.

EntdeckenFrage

Warum riecht das Schwimmbad nach Chlor, obwohl dort so wenig davon ist?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Im Becken sind nur 0,3 bis 0,6 Milligramm freies Chlor pro Liter erlaubt. Der typische Geruch kommt von Verbindungen, die entstehen, wenn Chlor mit Schweiß und Hautschuppen reagiert. Chlor gehört zu den Halogenen, die Bakterien töten.

MerkenHalogene

7. Hauptgruppe, sieben Außenelektronen.

Ihnen fehlt genau eines – deshalb nehmen sie gern eines auf und reagieren mit Metallen zu Salzen.

BeispielHalogene und Edelgase

Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Magnesium?
Schritt für Schritt
  1. Familien stehen untereinander in einer Spalte.
  2. Magnesium steht in der 2. Hauptgruppe.
  3. Calcium steht in derselben Spalte.
  1. Familien stehen untereinander in einer Spalte.
  2. Magnesium steht in der 2. Hauptgruppe.
  3. Calcium steht in derselben Spalte.
Ergebnis:
Calcium

AchtungEdelgase ohne Außenelektronen

So nicht
Warum füllt man Luftballons mit Helium und nicht mit Wasserstoff → Helium hat keine Elektronen
So richtig
Warum füllt man Luftballons mit Helium und nicht mit Wasserstoff → Helium brennt nicht

Zeichne das Schalenmodell von Neon und zähl die äußere Schale.

ÜbenJetzt du

  1. ○19
    Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Natrium?
    So fängst du an:
    Familien stehen untereinander in einer Spalte.
    Lösung zeigen
    1. Familien stehen untereinander in einer Spalte.
    2. Natrium steht in der 1. Hauptgruppe.
    3. Lithium steht in derselben Spalte.
    Ergebnis:
    Lithium
  2. ●20
    Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Argon?
    Lösung zeigen
    1. Familien stehen untereinander in einer Spalte.
    2. Argon steht in der 8. Hauptgruppe.
    3. Neon steht in derselben Spalte.
    Ergebnis:
    Neon
  3. ★21
    Warum füllt man Luftballons mit Helium und nicht mit Wasserstoff?
    Lösung zeigen
    1. Wasserstoff ist brennbar: Knallgas.
    2. Helium hat eine volle Außenschale.
    3. Es reagiert fast nicht – sicher.
    Ergebnis:
    Helium brennt nicht

8Ich erkläre, warum Edelgase kaum reagieren.

EntdeckenFrage

Warum werden Luftballons mit Helium gefüllt und nicht mit Wasserstoff?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Wasserstoff ist brennbar: 1937 verbrannte das Luftschiff Hindenburg in Lakehurst, 36 Menschen starben. Helium ist ein Edelgas und reagiert mit nichts. Edelgase haben volle Außenschalen und gehen kaum Verbindungen ein.

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

Welches Ion bildet Lithium (1. Hauptgruppe), um eine volle Außenschale zu erreichen?
Schritt für Schritt
  1. Lithium hat 1 Außenelektronen.
  2. Kürzester Weg: 1 abgeben.
  3. Also Li⁺.
  1. Lithium hat 1 Außenelektronen.
  2. Kürzester Weg: 1 abgeben.
  3. Also Li⁺.
Ergebnis:
Li⁺

AchtungLadung in die falsche Richtung

So nicht
Welches Edelgas hat dieselbe Elektronenzahl wie ein Chlorid-Ion Cl⁻ → Neon mit 10 Elektronen
So richtig
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

  1. ○22
    Welches Ion bildet Magnesium (2. Hauptgruppe), um eine volle Außenschale zu erreichen?
    So fängst du an:
    Magnesium hat 2 Außenelektronen.
    Lösung zeigen
    1. Magnesium hat 2 Außenelektronen.
    2. Kürzester Weg: 2 abgeben.
    3. Also Mg²⁺.
    Ergebnis:
    Mg²⁺
  2. ●23
    Warum reagiert Neon fast nicht?
    Lösung zeigen
    1. Neon: 2, 8.
    2. Acht Außenelektronen: Edelgaszustand.
    3. Dieser Zustand ist stabil.
    Ergebnis:
    Seine Außenschale ist voll
  3. ★24
    Welches Edelgas hat dieselbe Elektronenzahl wie ein Chlorid-Ion Cl⁻?
    Lösung zeigen
    1. Chlor: 17 Elektronen.
    2. Cl⁻: 18 Elektronen.
    3. 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

  1. ●25
    Wo steckt fast die ganze Masse eines Fluoratoms?
    Lösung zeigen
    1. Protonen und Neutronen sind fast zweitausendmal schwerer als Elektronen.
    2. Sie sitzen im Kern.
    3. Fast die ganze Masse ist im Kern.
    Ergebnis:
    Im Kern mit 9 Protonen
  2. ●26
    Wie viele Außenelektronen hat ein Phosphoratom (P, 5. Hauptgruppe, 3. Bestimme: Periode)?
    Lösung zeigen
    1. Die Hauptgruppe nennt die Zahl der Außenelektronen.
    2. Phosphor steht in der 5. Hauptgruppe.
    3. Also 5 Außenelektronen.
    Ergebnis:
    5 Außenelektronen
  3. ●27
    Lithium, Natrium und Kalium werden in Wasser gegeben. Welches reagiert am heftigsten?
    Lösung zeigen
    1. Alle haben ein Außenelektron.
    2. Nach unten sitzt es weiter vom Kern entfernt.
    3. Es geht leichter ab – Kalium reagiert am heftigsten.
    Ergebnis:
    Kalium, es steht am weitesten unten
  4. ●28
    Welches Ion bildet Chlor (7. Hauptgruppe), um eine volle Außenschale zu erreichen?
    Lösung zeigen
    1. Chlor hat 7 Außenelektronen.
    2. Kürzester Weg: 1 aufnehmen.
    3. Also Cl⁻.
    Ergebnis:
    Cl⁻
  5. ●29
    Wo steckt fast die ganze Masse eines Phosphoratoms?
    Lösung zeigen
    1. Protonen und Neutronen sind fast zweitausendmal schwerer als Elektronen.
    2. Sie sitzen im Kern.
    3. Fast die ganze Masse ist im Kern.
    Ergebnis:
    Im Kern mit 15 Protonen
  6. ●30
    Aluminium (Al) hat die Ordnungszahl 13 und die Massenzahl 27. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.
    Lösung zeigen
    1. Ordnungszahl = Protonen: 13
    2. Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 13
    3. Neutronen = 27 − 13 = 14
    Ergebnis:
    13 Protonen, 13 Elektronen, 14 Neutronen

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

  1. Ich beschreibe den Aufbau eines Atoms mit Kern und Hülle.

    31
    Phosphor (P) hat die Ordnungszahl 15 und die Massenzahl 31. Bestimme: Wie viele Protonen, Neutronen und Elektronen hat ein Phosphoratom zusammen?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    46 Teilchen

  2. Ich bestimme Protonen, Neutronen und Elektronen aus dem Periodensystem.

    32
    Natrium (Na) hat die Ordnungszahl 11 und die Massenzahl 23. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    11 Protonen, 11 Elektronen, 12 Neutronen

  3. Ich erkläre, was die Ordnungszahl festlegt.

    33
    Lithium (Li) hat die Ordnungszahl 3 und die Massenzahl 7. Bestimme: Wie viele Neutronen hat ein Lithiumatom?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    4 Neutronen

  4. Ich lese Gruppe und Periode ab und deute sie.

    34
    In welcher Hauptgruppe und in welcher Periode steht Chlor (Cl)? Wie viele Außenelektronen hat es?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    7. Hauptgruppe, 3. Periode, 7 Außenelektronen

  5. Ich bestimme die Zahl der Außenelektronen.

    35
    Wie viele Außenelektronen hat ein Magnesiumatom (Mg, 2. Hauptgruppe, 3. Bestimme: Periode)?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    2 Außenelektronen

  6. Ich beschreibe die Alkalimetalle als Elementfamilie.

    36
    Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Magnesium?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Calcium

  7. Ich beschreibe die Halogene und die Edelgase.

    37
    Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Argon?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Neon

  8. Ich erkläre, warum Edelgase kaum reagieren.

    38
    Welches Ion bildet Fluor (7. Hauptgruppe), um eine volle Außenschale zu erreichen?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    F⁻

Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.

Die Frage vom Anfang

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Warum leuchtet Natrium in der Flamme gelb und Kupfer grün?

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Auflösung

Wenn man Salze in eine Flamme hält, springen Elektronen in den Atomen auf höhere Stufen und fallen zurück. Dabei senden sie Licht aus, und zwar bei jedem Element in einer eigenen Farbe. Bunsen und Kirchhoff nutzten das 1860 und fanden so zwei neue Elemente.

Lösungen

  1. 52 Teilchen
  2. 10 Teilchen
  3. So groß wie ein Fußballstadion
  4. 17 Protonen, 17 Elektronen, 19 Neutronen
  5. 11 Protonen, 11 Elektronen, 12 Neutronen
  6. 19 Protonen, 19 Elektronen, 20 Neutronen
  7. 14 Neutronen
  8. 13 Protonen
  9. Jedes Element hat ein Proton mehr
  10. 2. Hauptgruppe, 4. Periode, 2 Außenelektronen
  11. 1. Hauptgruppe, 4. Periode, 1 Außenelektron
  12. 1. Hauptgruppe, 3. Periode, 1 Außenelektron
  13. 7 Außenelektronen
  14. 2, 8, 8, 1
  15. 3. Periode, 2. Hauptgruppe
  16. Chlor
  17. Magnesium
  18. Kalium, darunter
  19. Lithium
  20. Neon
  21. Helium brennt nicht
  22. Mg²⁺
  23. Seine Außenschale ist voll
  24. Argon mit 18 Elektronen
  25. Im Kern mit 9 Protonen
  26. 5 Außenelektronen
  27. Kalium, es steht am weitesten unten
  28. Cl⁻
  29. Im Kern mit 15 Protonen
  30. 13 Protonen, 13 Elektronen, 14 Neutronen
  31. 46 Teilchen
  32. 11 Protonen, 11 Elektronen, 12 Neutronen
  33. 4 Neutronen
  34. 7. Hauptgruppe, 3. Periode, 7 Außenelektronen
  35. 2 Außenelektronen
  36. Calcium
  37. Neon
  38. F⁻