Atomare Eigenschaften und chemische Nomenklatur

Atomare Eigenschaften

Elektronenkonfiguration

Die Elektronenkonfiguration beschreibt die Verteilung der Elektronen eines Atoms in seinen verschiedenen Orbitalen.

Pauli-Prinzip: In einem Atom kann es keine zwei Elektronen geben, die in allen vier Quantenzahlen übereinstimmen. In jedem Orbital kann es maximal zwei Elektronen mit entgegengesetztem Spin geben.

Aufbauprinzip: Die Elektronen besetzen die Orbitale nacheinander in aufsteigender Reihenfolge ihrer Energie. Jedes Orbital kann maximal mit zwei Elektronen besetzt werden, die sich im Spin unterscheiden.

Hund'sche Regel: Wenn in einer Unterschale mehrere Orbitale mit gleichem Energieniveau vorhanden sind, werden diese zuerst einzeln mit Elektronen gleichen Spins besetzt (die Elektronen werden gepaart). Erst wenn alle Orbitale einfach besetzt sind, beginnt die Paarung der Elektronen.

Periodische Eigenschaften

Atomradius: Der Atomradius ist der Abstand zwischen dem Kern und der äußersten besetzten Elektronenschale. Er gibt die Größe des Atoms an.

Ionenradius: Der Ionenradius ist der Radius eines Atoms, das Elektronen verloren oder gewonnen hat und dadurch die Elektronenkonfiguration des nächstgelegenen Edelgases erreicht hat. Es gibt zwei Fälle:

1. Das Atom gewinnt Elektronen: Die hinzugewonnenen Elektronen werden in die leeren Orbitale aufgenommen, wodurch das Atom zu einem Anion wird.
2. Das Atom verliert Elektronen: Im Allgemeinen verliert das Atom seine Valenzelektronen und wird zu einem Kation.

Ionisierungsenergie: Die Ionisierungsenergie ist die minimal notwendige Energie, um ein Elektron aus einem Atom im neutralen, gasförmigen Grundzustand zu entfernen und ein positives Ion zu bilden.

• In einer Gruppe nimmt die Ionisierungsenergie mit zunehmender Atomzahl ab, da das Atomvolumen zunimmt und das äußerste Elektron weiter vom Kern entfernt ist.
• In einer Periode nimmt die Ionisierungsenergie mit zunehmender Atomzahl zu, da der Atomradius abnimmt und die Anziehungskraft zwischen dem Kern und den Elektronen zunimmt.

Elektronenaffinität: Die Elektronenaffinität ist die Energie, die frei wird, wenn ein gasförmiges Atom im Grundzustand ein Elektron aufnimmt und ein negatives Ion bildet.

• In einer Gruppe nimmt die Elektronenaffinität mit zunehmender Atomzahl ab, da das äußerste Elektron weiter vom Kern entfernt ist und somit weniger stark angezogen wird.
• In einer Periode nimmt die Elektronenaffinität mit zunehmender Atomzahl zu, da der Atomradius abnimmt und die Anziehungskraft zwischen dem Kern und den Elektronen zunimmt. Dies begünstigt das Erreichen der Edelgaskonfiguration.

Elektronegativität: Die Elektronegativität ist die Tendenz eines Atoms, Elektronen in der äußersten Schale anzuziehen.

• In einer Gruppe nimmt die Elektronegativität mit zunehmender Atomzahl ab, da das äußerste Elektron weiter vom Kern entfernt ist und somit weniger stark angezogen wird.
• In einer Periode nimmt die Elektronegativität mit zunehmender Atomzahl zu, da der Atomradius abnimmt und die Anziehungskraft zwischen dem Kern und den Elektronen zunimmt. Dies begünstigt das Erreichen der Edelgaskonfiguration.

Chemische Nomenklatur: Symbole und Formeln

Die chemische Nomenklatur legt die Regeln für die Benennung und die verkürzte Darstellung chemischer Stoffe fest. Sie ermöglicht es, chemische Veränderungen ohne erklärende Worte auszudrücken, sondern durch Formeln, die nicht nur die Stoffe identifizieren, sondern auch verschiedene Informationen liefern.

Ein Symbol kennzeichnet in einer Formel ein Atom des Elements und repräsentiert auch eine bestimmte Menge dieses Elements.

Eine Formel gibt die Anzahl und Art der Atome in einem Molekül eines Elements oder einer Verbindung an. Sie ist die abgekürzte Form der Darstellung der Zusammensetzung eines Stoffes und wird durch die Verwendung von Symbolen und Zahlen gebildet.