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
- Das Atom ist nach außen neutral.
- Gleich viele Elektronen wie Protonen.
- Also 18 Elektronen.
- Das Atom ist nach außen neutral.
- Gleich viele Elektronen wie Protonen.
- Also 18 Elektronen.
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
- ○1Warum ist ein Atom nach außen nicht geladen?So fängst du an:Protonen sind positiv, Elektronen negativ.
Lösung zeigen
- Protonen sind positiv, Elektronen negativ.
- Gleich viele heben sich auf.
- Also neutral.
Ergebnis:Gleich viele Protonen wie Elektronen - ●2Argon (Ar) hat die Ordnungszahl 18 und die Massenzahl 40. Bestimme: Wie viele Protonen, Neutronen und Elektronen hat ein Argonatom zusammen?
Lösung zeigen
- Neutronen: 40 − 18 = 22
- Alle: 18 + 22 + 18 = 58
Ergebnis:58 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: 8
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 8
- Neutronen = 16 − 8 = 8
- Ordnungszahl = Protonen: 8
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 8
- Neutronen = 16 − 8 = 8
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
- ○4Stickstoff (N) hat die Ordnungszahl 7 und die Massenzahl 14. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.So fängst du an:Ordnungszahl = Protonen: 7
Lösung zeigen
- Ordnungszahl = Protonen: 7
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 7
- Neutronen = 14 − 7 = 7
Ergebnis:7 Protonen, 7 Elektronen, 7 Neutronen - ●5Schwefel (S) hat die Ordnungszahl 16 und die Massenzahl 32. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.
Lösung zeigen
- Ordnungszahl = Protonen: 16
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 16
- Neutronen = 32 − 16 = 16
Ergebnis:16 Protonen, 16 Elektronen, 16 Neutronen - ★6Magnesium (Mg) hat die Ordnungszahl 12 und die Massenzahl 24. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.
Lösung zeigen
- Ordnungszahl = Protonen: 12
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 12
- Neutronen = 24 − 12 = 12
Ergebnis:12 Protonen, 12 Elektronen, 12 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.
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
- ○7Lithium (Li) hat die Ordnungszahl 3 und die Massenzahl 7. Bestimme: Wie viele Neutronen hat ein Lithiumatom?So fängst du an:Massenzahl = Protonen + Neutronen.
Lösung zeigen
- Massenzahl = Protonen + Neutronen.
- Neutronen = 7 − 3.
- Also 4 Neutronen.
Ergebnis:4 Neutronen - ●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: 3. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
- Spalte = Hauptgruppe: 7 (Zahl der Außenelektronen)
- Also 7 Außenelektronen – Halogene.
- Die Periode ist die Zeile: 3. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
- Spalte = Hauptgruppe: 7 (Zahl der Außenelektronen)
- Also 7 Außenelektronen – Halogene.
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 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 Calcium (Ca)? Wie viele Außenelektronen hat es?
Lösung zeigen
- Die Periode ist die Zeile: 4. Sie sagt, wie viele Schalen besetzt sind.
- Spalte = Hauptgruppe: 2 (Zahl der Außenelektronen)
- Also 2 Außenelektronen – Erdalkalimetalle.
Ergebnis:2. Hauptgruppe, 4. 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 9 Elektronen: 2, 7.
- Erste Schale: höchstens 2.
- Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
- Für 9 Elektronen: 2, 7.
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 viele Außenelektronen hat ein Kaliumatom (K, 1. Hauptgruppe, 4. Bestimme: Periode)?So fängst du an:Die Hauptgruppe nennt die Zahl der Außenelektronen.
Lösung zeigen
- Die Hauptgruppe nennt die Zahl der Außenelektronen.
- Kalium steht in der 1. Hauptgruppe.
- Also 1 Außenelektronen.
Ergebnis:1 Außenelektronen - ●14Wie verteilen sich die 3 Elektronen von Lithium auf die Schalen?
Lösung zeigen
- Erste Schale: höchstens 2.
- Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
- Für 3 Elektronen: 2, 1.
Ergebnis:2, 1 - ★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
- Familie = Spalte.
- 1. Hauptgruppe.
- Also ein Außenelektron.
- Familie = Spalte.
- 1. Hauptgruppe.
- Also ein Außenelektron.
AchtungPeriode und Hauptgruppe vertauscht
Was haben alle Alkalimetalle gemeinsam → Dieselbe Schalenzahl
Was haben alle Alkalimetalle gemeinsam → Ein Außenelektron
Fahre mit dem Finger: Zeile von oben zählen ist die Periode, Spalte von links die Hauptgruppe.
ÜbenJetzt du
- ○16Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Argon?So fängst du an:Familien stehen untereinander in einer Spalte.
Lösung zeigen
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Argon steht in der 8. Hauptgruppe.
- Neon steht in derselben Spalte.
Ergebnis:Neon - ●17Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Kalium?
Lösung zeigen
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Kalium steht in der 1. Hauptgruppe.
- Lithium steht in derselben Spalte.
Ergebnis:Lithium - ★18Lithium, Natrium und Kalium werden in Wasser gegeben. Welches reagiert am heftigsten?
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
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.
- 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
- ○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 - ●20Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Fluor?
Lösung zeigen
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Fluor steht in der 7. Hauptgruppe.
- Chlor steht in derselben Spalte.
Ergebnis:Chlor - ★21Warum füllt man Luftballons mit Helium und nicht mit Wasserstoff?
Lösung zeigen
- Wasserstoff ist brennbar: Knallgas.
- Helium hat eine volle Außenschale.
- Es reagiert fast nicht – sicher.
Ergebnis:Helium brennt nicht
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
- Neon: 2, 8.
- Acht Außenelektronen: Edelgaszustand.
- Dieser Zustand ist stabil.
- Neon: 2, 8.
- Acht Außenelektronen: Edelgaszustand.
- Dieser Zustand ist stabil.
AchtungEdelgase ohne Außenelektronen
Warum reagiert Neon fast nicht → Es hat keine Außenelektronen
Warum reagiert Neon fast nicht → Seine Außenschale ist voll
Zeichne das Schalenmodell von Neon und zähl die äußere Schale.
ÜbenJetzt du
- ○22Welches Ion bildet Lithium (1. Hauptgruppe), um eine volle Außenschale zu erreichen?So fängst du an:Lithium hat 1 Außenelektronen.
Lösung zeigen
- Lithium hat 1 Außenelektronen.
- Kürzester Weg: 1 abgeben.
- Also Li⁺.
Ergebnis:Li⁺ - ●23Welches 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 - ★24Welches Ion bildet Schwefel (6. Hauptgruppe), um eine volle Außenschale zu erreichen?
Lösung zeigen
- Schwefel hat 6 Außenelektronen.
- Kürzester Weg: 2 aufnehmen.
- Also S²⁻.
Ergebnis:S²⁻
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. Bestimme: Wie viele Neutronen hat ein Natriumatom?
Lösung zeigen
- Massenzahl = Protonen + Neutronen.
- Neutronen = 23 − 11.
- Also 12 Neutronen.
Ergebnis:12 Neutronen - ●27Wie verteilen sich die 20 Elektronen von Calcium auf die Schalen?
Lösung zeigen
- Erste Schale: höchstens 2.
- Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
- Für 20 Elektronen: 2, 8, 8, 2.
Ergebnis:2, 8, 8, 2 - ●28Was haben Fluor, Chlor, Brom und Iod gemeinsam?
Lösung zeigen
- Halogene: 7. Hauptgruppe.
- Sieben Außenelektronen.
- Ein Elektron fehlt bis zur Acht.
Ergebnis:Sieben Außenelektronen - ●29Welches Ion bildet Stickstoff (5. Hauptgruppe), um eine volle Außenschale zu erreichen?
Lösung zeigen
- Stickstoff hat 5 Außenelektronen.
- Kürzester Weg: 3 aufnehmen.
- Also N³⁻.
Ergebnis:N³⁻ - ●30Wo steckt fast die ganze Masse eines Atoms?
Lösung zeigen
- Der Kern besteht aus Protonen und Neutronen.
- Elektronen sind fast zweitausendmal leichter.
- Fast die ganze Masse sitzt im Kern.
Ergebnis:Im winzigen Kern
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.
31Fluor (F) hat die Ordnungszahl 9 und die Massenzahl 19. Bestimme: Wie viele Protonen, Neutronen und Elektronen hat ein Fluoratom zusammen?Lösung zeigen
Ergebnis:28 TeilchenIch bestimme Protonen, Neutronen und Elektronen aus dem Periodensystem.
32Kalium (K) hat die Ordnungszahl 19 und die Massenzahl 39. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.Lösung zeigen
Ergebnis:19 Protonen, 19 Elektronen, 20 NeutronenIch erkläre, was die Ordnungszahl festlegt.
33Aluminium (Al) hat die Ordnungszahl 13 und die Massenzahl 27. Bestimme: Wie viele Protonen hat ein Aluminiumatom?Lösung zeigen
Ergebnis:13 ProtonenIch lese Gruppe und Periode ab und deute sie.
34In welcher Hauptgruppe und in welcher Periode steht Natrium (Na)? Wie viele Außenelektronen hat es?Lösung zeigen
Ergebnis:1. Hauptgruppe, 3. Periode, 1 AußenelektronIch bestimme die Zahl der Außenelektronen.
35Wie verteilen sich die 17 Elektronen von Chlor auf die Schalen?Lösung zeigen
Ergebnis:2, 8, 7Ich beschreibe die Alkalimetalle als Elementfamilie.
36Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Argon?Lösung zeigen
Ergebnis:NeonIch beschreibe die Halogene und die Edelgase.
37Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Magnesium?Lösung zeigen
Ergebnis:CalciumIch erkläre, warum Edelgase kaum reagieren.
38Warum reagiert Neon fast nicht?Lösung zeigen
Ergebnis:Seine Außenschale ist voll
Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.
Lösungen
- Gleich viele Protonen wie Elektronen
- 58 Teilchen
- So groß wie ein Fußballstadion
- 7 Protonen, 7 Elektronen, 7 Neutronen
- 16 Protonen, 16 Elektronen, 16 Neutronen
- 12 Protonen, 12 Elektronen, 12 Neutronen
- 4 Neutronen
- Immer noch Chlor, als Ion Cl⁻
- Jedes Element hat ein Proton mehr
- 1. Hauptgruppe, 3. Periode, 1 Außenelektron
- 6. Hauptgruppe, 2. Periode, 6 Außenelektronen
- 2. Hauptgruppe, 4. Periode, 2 Außenelektronen
- 1 Außenelektronen
- 2, 1
- 3. Periode, 2. Hauptgruppe
- Neon
- Lithium
- Kalium, es steht am weitesten unten
- Calcium
- Chlor
- Helium brennt nicht
- Li⁺
- Mg²⁺, zwei Elektronen abgegeben
- S²⁻
- 28 Teilchen
- 12 Neutronen
- 2, 8, 8, 2
- Sieben Außenelektronen
- N³⁻
- Im winzigen Kern
- 28 Teilchen
- 19 Protonen, 19 Elektronen, 20 Neutronen
- 13 Protonen
- 1. Hauptgruppe, 3. Periode, 1 Außenelektron
- 2, 8, 7
- Neon
- Calcium
- Seine Außenschale ist voll