Atomstruktur, Elektronenkonfiguration & Chemische Bindungen

Grundlagen der Atomstruktur

Das Atom ist eine sehr kleine Kernstruktur in Bezug auf die Gesamtgröße. Es besteht aus:

• A: Protonen und Neutronen im Kern.
• B: Elektronen, die sich um diesen Kern bewegen.

Kleine Teilchen (Quarks) bilden die Protonen (p) und Neutronen (n).

Ein chemisches Element X wird oft mit der Formel ^A_ZX dargestellt, wobei Z die Ordnungszahl (Anzahl der Protonen) und A die Massenzahl (Anzahl der Protonen + Neutronen) ist.

Isotope

Isotope: Atome desselben chemischen Elements, die die gleiche Anzahl von Protonen, aber eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen haben.

Das Bohr'sche Atommodell

Bohr-Modell: Elektronen werden vom Kern angezogen und sind daher in ständiger Bewegung. Bohr postulierte, dass Elektronen den Kern auf kreisförmigen Bahnen umkreisen, wo sie sich auf bestimmten Energieniveaus befinden. In jeder Schicht gibt es verschiedene Energieniveaus.

Atomorbitale

Atommodell und Orbitale: Die Wahrscheinlichkeit, ein Elektron (E-) um den Kern zu finden, ist in bestimmten Bereichen höher. Diese Bereiche werden als Orbitale bezeichnet: Ein Orbital ist ein Raumbereich, in dem die Wahrscheinlichkeit, ein Elektron zu finden, hoch ist.

Elektronenkonfiguration

Elektronenkonfiguration: Beschreibt, wie die Elektronen (E-) um den Kern eines Atoms verteilt sind. Dies folgt bestimmten Regeln:

1. In jedes Orbital passen maximal zwei Elektronen.
2. Elektronen besetzen zuerst die Orbitale mit der niedrigsten Energie.
3. Bei Orbitalen gleicher Energie wird zuerst jedes Orbital mit einem Elektron besetzt, bevor ein zweites Elektron hinzugefügt wird (Hund'sche Regel).

Das Periodensystem der Elemente

Periodensystem: Es besteht aus Perioden (horizontal) und Gruppen (vertikal). Es gibt 7 Perioden und 18 Gruppen.

Die Platzierung eines chemischen Elements im Periodensystem hängt von seiner Elektronenkonfiguration ab.

Periodische Eigenschaften

Periodische Eigenschaften chemischer Elemente: Dies sind Eigenschaften, die sich systematisch mit der Position des Elements im Periodensystem ändern und daher im Zusammenhang mit dem System studiert werden können.

Chemische Bindungen

Arten chemischer Bindungen: Atome verbinden sich, um stabilere Zustände zu erreichen. Diese Verbindungen werden als chemische Bindungen bezeichnet. Sie entstehen durch Anziehungskräfte zwischen Atomen. Es gibt drei Hauptarten:

• Ionenbindung

  Tritt typischerweise zwischen einem Metall (M), das Elektronen abgibt, und einem Nichtmetall (Nm), das Elektronen aufnimmt, auf. Sie basiert auf der Anziehung zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen.

• Kovalente Bindung

  Tritt typischerweise zwischen Nichtmetallen (Nm + Nm) auf. Atome teilen sich Elektronenpaare, die von den Kernen beider Atome angezogen werden.

• Metallbindung

  Tritt zwischen Metallatomen (M + M) auf. Sie basiert auf der Anziehung zwischen den positiven Metallionen und einem 'Elektronensee' aus den gemeinsam genutzten Valenzelektronen.