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
- ○1Ein Phosphoratom hat 15 Protonen und 16 Neutronen. Bestimme: Wie viele Elektronen hat das ungeladene Atom?So fängst du an:Das Atom ist nach außen neutral.
Lösung zeigen
- Das Atom ist nach außen neutral.
- Gleich viele Elektronen wie Protonen.
- Also 15 Elektronen.
Ergebnis:15 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: 7
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 7
- Neutronen = 14 − 7 = 7
- Ordnungszahl = Protonen: 7
- Atom ist neutral, also ebenso viele Elektronen: 7
- Neutronen = 14 − 7 = 7
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 - ●5Kohlenstoff (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 - ★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.
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
- ○7Fluor (F) hat die Ordnungszahl 9 und die Massenzahl 19. Bestimme: Wie viele Neutronen hat ein Fluoratom?So fängst du an:Massenzahl = Protonen + Neutronen.
Lösung zeigen
- Massenzahl = Protonen + Neutronen.
- Neutronen = 19 − 9.
- Also 10 Neutronen.
Ergebnis:10 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: 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.
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 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 - ★12In 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
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 17 Elektronen: 2, 8, 7.
- Erste Schale: höchstens 2.
- Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
- Für 17 Elektronen: 2, 8, 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 verteilen sich die 15 Elektronen von Phosphor auf die Schalen?So fängst du an:Erste Schale: höchstens 2.
Lösung zeigen
- Erste Schale: höchstens 2.
- Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
- Für 15 Elektronen: 2, 8, 5.
Ergebnis:2, 8, 5 - ●14Wie 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 - ★15Wie verteilen sich die 8 Elektronen von Sauerstoff auf die Schalen?
Lösung zeigen
- Erste Schale: höchstens 2.
- Zweite und dritte Schale: höchstens 8.
- Für 8 Elektronen: 2, 6.
Ergebnis:2, 6
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.
- Argon steht in der 8. Hauptgruppe.
- Neon steht in derselben Spalte.
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Argon steht in der 8. Hauptgruppe.
- Neon steht in derselben Spalte.
AchtungÄhnliche Elemente in derselben Zeile gesucht
Welches Element gehört zur selben Familie wie Natrium → Magnesium, daneben
Welches Element gehört zur selben Familie wie Natrium → Kalium, darunter
Such die Spalte des Elements. Wer darüber und darunter steht, gehört zur Familie.
ÜbenJetzt du
- ○16Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Lithium?So fängst du an:Familien stehen untereinander in einer Spalte.
Lösung zeigen
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Lithium steht in der 1. Hauptgruppe.
- Kalium steht in derselben Spalte.
Ergebnis:Kalium - ●17Lithium, 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 - ★18Welches Element gehört zur selben Familie wie Natrium?
Lösung zeigen
- Familien stehen in einer Spalte.
- Natrium steht in der 1. Hauptgruppe.
- Darunter steht Kalium.
Ergebnis:Kalium, darunter
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.
- Natrium steht in der 1. Hauptgruppe.
- Kalium steht in derselben Spalte.
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Natrium steht in der 1. Hauptgruppe.
- Kalium 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
- ○19Natrium und Chlor reagieren heftig. Was entsteht?So fängst du an:Halogen heißt „Salzbildner“.
Lösung zeigen
- Halogen heißt „Salzbildner“.
- Natrium gibt ein Elektron ab, Chlor nimmt eins auf.
- Es entsteht das Salz Natriumchlorid.
Ergebnis:Das Salz Natriumchlorid - ●20Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Magnesium?
Lösung zeigen
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Magnesium steht in der 2. Hauptgruppe.
- Calcium steht in derselben Spalte.
Ergebnis:Calcium - ★21In 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
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
- Calcium hat 2 Außenelektronen.
- Kürzester Weg: 2 abgeben.
- Also Ca²⁺.
- Calcium hat 2 Außenelektronen.
- Kürzester Weg: 2 abgeben.
- Also Ca²⁺.
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 Stickstoff (5. Hauptgruppe), um eine volle Außenschale zu erreichen?So fängst du an:Stickstoff hat 5 Außenelektronen.
Lösung zeigen
- Stickstoff hat 5 Außenelektronen.
- Kürzester Weg: 3 aufnehmen.
- Also N³⁻.
Ergebnis:N³⁻ - ●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 Ion bildet Chlor (7. Hauptgruppe), um eine volle Außenschale zu erreichen?
Lösung zeigen
- Chlor hat 7 Außenelektronen.
- Kürzester Weg: 1 aufnehmen.
- Also Cl⁻.
Ergebnis:Cl⁻
Vermischte Übungen
Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?
Üben
- ●25Natrium (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 - ●26Was sagt die Periode über ein Atom?
Lösung zeigen
- Periode = Zeile.
- Mit jeder Zeile kommt eine Schale dazu.
- Also: Zahl der besetzten Schalen.
Ergebnis:Wie viele Schalen besetzt sind - ●27Entscheide: Welches Element gehört zur selben Elementfamilie wie Chlor?
Lösung zeigen
- Familien stehen untereinander in einer Spalte.
- Chlor steht in der 7. Hauptgruppe.
- Fluor steht in derselben Spalte.
Ergebnis:Fluor - ●28Kalium (K) hat die Ordnungszahl 19 und die Massenzahl 39. Bestimme: Wie viele Protonen, Neutronen und Elektronen hat ein Kaliumatom zusammen?
Lösung zeigen
- Neutronen: 39 − 19 = 20
- Alle: 19 + 20 + 19 = 58
Ergebnis:58 Teilchen - ●29Schwefel (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 - ★30Magnesium 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
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.
32Kohlenstoff (C) hat die Ordnungszahl 6 und die Massenzahl 12. Gib die Zahl der Protonen, Elektronen und Neutronen an.Lösung zeigen
Ergebnis:6 Protonen, 6 Elektronen, 6 NeutronenIch erkläre, was die Ordnungszahl festlegt.
33Lithium (Li) hat die Ordnungszahl 3 und die Massenzahl 7. Bestimme: Wie viele Neutronen hat ein Lithiumatom?Lösung zeigen
Ergebnis:4 NeutronenIch lese Gruppe und Periode ab und deute sie.
34In welcher Hauptgruppe und in welcher Periode steht Kalium (K)? Wie viele Außenelektronen hat es?Lösung zeigen
Ergebnis:1. Hauptgruppe, 4. Periode, 1 AußenelektronIch bestimme die Zahl der Außenelektronen.
35Wie viele Außenelektronen hat ein Sauerstoffatom (O, 6. Hauptgruppe, 2. Bestimme: Periode)?Lösung zeigen
Ergebnis:6 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 Fluor?Lösung zeigen
Ergebnis:ChlorIch erkläre, warum Edelgase kaum reagieren.
38Welches Ion bildet Natrium (1. Hauptgruppe), um eine volle Außenschale zu erreichen?Lösung zeigen
Ergebnis:Na⁺
Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.
Lösungen
- 15 Elektronen
- 58 Teilchen
- So groß wie ein Fußballstadion
- 20 Protonen, 20 Elektronen, 20 Neutronen
- 6 Protonen, 6 Elektronen, 6 Neutronen
- 8 Protonen, 8 Elektronen, 8 Neutronen
- 10 Neutronen
- Immer noch Chlor, als Ion Cl⁻
- Jedes Element hat ein Proton mehr
- 7. Hauptgruppe, 3. Periode, 7 Außenelektronen
- 1. Hauptgruppe, 3. Periode, 1 Außenelektron
- 6. Hauptgruppe, 2. Periode, 6 Außenelektronen
- 2, 8, 5
- 2, 8, 8, 2
- 2, 6
- Kalium
- Kalium, es steht am weitesten unten
- Kalium, darunter
- Das Salz Natriumchlorid
- Calcium
- 8. Hauptgruppe, 8 Außenelektronen
- N³⁻
- Eine volle Außenschale
- Cl⁻
- 12 Neutronen
- Wie viele Schalen besetzt sind
- Fluor
- 58 Teilchen
- 16 Protonen, 16 Elektronen, 16 Neutronen
- 3. Periode, 2. Hauptgruppe
- 28 Teilchen
- 6 Protonen, 6 Elektronen, 6 Neutronen
- 4 Neutronen
- 1. Hauptgruppe, 4. Periode, 1 Außenelektron
- 6 Außenelektronen
- Fluor
- Chlor
- Na⁺