Das Periodensystem und chemische Bindungen im Überblick

Struktur des Periodensystems der Elemente

1. Wie heißen die Spalten des Periodensystems und wie viele gibt es? Sie werden Gruppen oder Familien genannt. Es sind insgesamt 18 Spalten gruppiert. Was ist bei den Elementen einer Spalte ähnlich? Die elektronische Struktur ist ähnlich, insbesondere die Besetzung der äußersten Schale.

2. Wie heißen die horizontalen Zeilen des Periodensystems und wie viele gibt es? Sie heißen Perioden und es gibt 7 davon. Erklären Sie, was bei Elementen in der gleichen Position bzw. Periode ähnlich ist: Die Elektronen sind auf der gleichen Anzahl von Schalen verteilt.

Eigenschaften von Ionenverbindungen

• Sie sind sehr stabil und es wird sehr viel Energie benötigt, um ihre kristalline Gitterstruktur aufzubrechen.
• Im festen Zustand fließt kein Strom.
• Sie besitzen hohe Schmelzpunkte (Fusionspunkte) und hohe Siedepunkte.
• Zudem sind sie sehr hart.

Merkmale kovalenter Verbindungen

Kovalente Moleküle besitzen starke Bindungen zwischen den Atomen. Diese molekularen Substanzen sind schlechte Leiter für Elektrizität. Viele haben einen niedrigen Schmelzpunkt aufgrund der schwachen Bindungen zwischen den Molekülen. Kovalente Kristalle hingegen sind bei Raumtemperatur fest. Im Allgemeinen haben sie hohe Schmelzpunkte und sind hart. Sie lösen sich meist nicht in Wasser auf und leiten fast keinen Strom und keine Wärme.

Eigenschaften der Metalle

Metalle sind bei Zimmertemperatur fest, außer Quecksilber, welches flüssig ist. In Metallen fließt elektrischer Strom, da die elektrischen Ladungen in der Elektronengaswolke frei beweglich sind. Sie sind duktil, was bedeutet, dass sie leicht gedehnt und verformt werden können; einige können zu Drähten gezogen werden, wie Kupfer in elektrischen Anlagen. Da sie zudem verformbar (malleabel) sind, werden sie als Folien (wie Aluminium) oder Platten (wie Gold für Schmuck) verwendet. Die Duktilität und Verformbarkeit resultieren daraus, dass die Atome gegeneinander verschoben werden können, ohne dass die Bindung bricht. Metallkristalle besitzen eine gewisse Stabilität und haben relativ hohe Schmelzpunkte; sie sind in den meisten Lösungsmitteln unlöslich.

Arten der chemischen Bindung

Ionenbindung: Ein Valenzelektron geht von einem Atom zum anderen über. Zum Beispiel gibt bei NaCl das Natrium-Atom (Na) ein Elektron an das Chlor-Atom (Cl) ab, wodurch Na+ und Cl- Ionen gebildet werden. Diese Ionen ziehen sich gegenseitig an, da sie entgegengesetzte Ladungen haben. So erreichen beide Atome den Oktettzustand.

Kovalente Bindung: Hierbei werden Valenzelektronen geteilt, zum Beispiel zwischen einem H-Atom und einem Cl-Atom. Die Elektronen gehören beiden Atomen gemeinsam an, um das Oktett zu vervollständigen; so wird HCl gebildet.

Metallische Bindung: Die Valenzelektronen werden von allen Atomen gemeinsam genutzt. Dies ist zum Beispiel bei Aluminium der Fall.

Stabilität und die Oktettregel

Erklären Sie, warum Atome die Tendenz haben, sich zu verbinden: Sie streben danach, eine Struktur mit maximaler Stabilität und minimalem Energieverbrauch zu erreichen. Das Bestreben, die Elektronenstruktur von Edelgasatomen zu erreichen, wird als Oktettregel bezeichnet.