Lernziel
- Erkennen der gemeinsame periodische Trends, die aus dem Periodensystem der Elemente abgeleitet werden können
Schlüsselpunkte
- Im Periodensystem sind alle Elemente aufgelistet, mit Angaben zu ihren Atomgewichten, chemischen Symbolen und Ordnungszahlen.
- Durch die Anordnung des Periodensystems lassen sich bestimmte Tendenzen zwischen den Atomen erkennen.
- Die vertikalen Spalten (Gruppen) des Periodensystems sind so angeordnet, dass alle Elemente die gleiche Anzahl von Valenzelektronen haben. Alle Elemente innerhalb einer bestimmten Gruppe haben also ähnliche Eigenschaften.
Begriffe
- PeriodeEine horizontale Reihe im Periodensystem, die die Gesamtzahl der Elektronenschalen im Atom eines Elements angibt.
- AtomzahlDie Zahl, die der Anzahl der Protonen in einem Atom entspricht und seine chemischen Eigenschaften bestimmt. Symbol: Z
- GruppeEine vertikale Spalte im Periodensystem, die die Anzahl der Valenzschalenelektronen im Atom eines Elements angibt.
Elementensymbole
Das Periodensystem ist als 18 x 7-Gitter aufgebaut, das über einer kleineren Doppelreihe von Elementen steht. Das Periodensystem listet nur chemische Elemente auf und enthält jedes Isotop eines jeden Elements innerhalb einer Zelle. Im typischen Periodensystem wird jedes Element mit seinem Elementsymbol und seiner Ordnungszahl aufgeführt. Zum Beispiel steht „H“ für Wasserstoff, „Li“ für Lithium und so weiter. Die meisten Elemente werden durch den Anfangsbuchstaben oder die ersten beiden Buchstaben ihres englischen Namens dargestellt, aber es gibt auch einige Ausnahmen. Zwei bemerkenswerte Ausnahmen sind Silber und Quecksilber. Das Symbol für Silber ist „Ag“, abgeleitet von lateinisch argentum, was „grau“ oder „glänzend“ bedeutet. Das Symbol für Quecksilber ist „Hg“ aus dem lateinischen Griechisch hydrargyrum, was „Wasser-Silber“ bedeutet. Viele Periodensysteme enthalten auch den vollständigen Namen des Elements und kodieren die Elemente farblich nach ihrer Phase bei Raumtemperatur (fest, flüssig oder gasförmig).
Reihen und Perioden
Das Elementsymbol wird fast immer von anderen Informationen wie der Ordnungszahl und dem Atomgewicht begleitet. Die Ordnungszahl beschreibt die Anzahl der Protonen in einem Atom des Elements. Zum Beispiel enthält ein Sauerstoffatom 8 Protonen. Die Elemente sind in der Reihenfolge der aufsteigenden Ordnungszahl von links nach rechts aufgeführt. Jede Zeile des Periodensystems wird als Periode und jede Spalte des Periodensystems als Gruppe (oder Familie) bezeichnet. Einige Gruppen haben spezielle Namen wie die Halogene oder Edelgase. Elemente innerhalb der gleichen Periode oder Gruppe haben ähnliche Eigenschaften.
Bestimmung chemischer Eigenschaften mit Hilfe des Periodensystems
Die chemischen Eigenschaften jedes Elements werden durch die elektronische Konfiguration des Elements bestimmt, insbesondere durch seine äußersten Valenzelektronen. Die Stellung eines Elements im Periodensystem hängt weitgehend von seinen Elektronen ab; die Anzahl der Valenzelektronen bestimmt seine Gruppe, und die Art des Orbitals, in dem sich die Valenzelektronen befinden, bestimmt den Block des Elements. Darüber hinaus bestimmt die Gesamtzahl der Elektronenschalen eines Atoms, zu welcher Periode es gehört. Aufgrund seiner Struktur ist das Periodensystem zu einem äußerst nützlichen Instrument für die Beurteilung und Vorhersage elementarer und chemischer Trends geworden.