Die Wertigkeit - educa.Unterricht
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Die Wertigkeit Im PSE bilden die Elemente, die untereinander stehen, eine Gruppe. Ihre Atome besitzen in der äussersten Schale gleich viele Elektronen (= Valenzelektronen). Diese prägen das chemische Verhalten der Atome zur Hauptsache. Um Atommodelle verschiedener Elemente vereinfacht darzustellen, bezeichnen wir • einen Atomrumpf ohne die äussersten Elektronen mit dem Elementsymbol, • die einzelnen Elektronen der äussersten Schale mit einem Punkt. Bei mehr als 4 Aussenelektronen bildet jedes hinzukommende Elektron mit einem schon vorhandenen ein Elektronenpaar (Symbol : Strich). Beispiele : H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar Oktett-Regel : Wenn sich Atome in einer chemischen Reaktion zu einem Molekül verbinden, verschieben sie ihre Valenzelektronen so, dass jedes Atom eine stabile äusserste Schale (Achterschale) erhält (Ausnahme: He → Zweierschale). Atome, die in ihrer •ussersten Schale 1 – 3 Elektronen haben, sind bestrebt, diese ihren Reaktionspartnern abzugeben. Atome, die in ihrer •ussersten Schale 4 – 8 Elektronen haben, sind bestrebt, von ihren Reaktionspartnern so viele aufzunehmen, bis sie 8 haben. Elektronenspender = Metalle Elektronenempfänger = Nichtmetalle Die gemeinsamen Elektronen [ – – ] ordnen sich so an, dass sie von beiden Atomrümpfen angezogen werden. Dadurch nähern sich die Atomrümpfe einander so nahe, wie es ihre gegenseitige Abstossung [ + + ] zulässt. Die chemische Bindung ist umso stärker, je mehr Elektronen den Atomen gemeinsam angehören. + – – + Chemische Bindung = Gleichgewicht zwischen Anziehung [+–] und Abstossung [ + + ] Modellvorstellung (Elektronenformel) Beispiele : nichtbindende Elektronen bindende Elektronen chemische Gleichung H2 + 2 H2 + 3 H2 + Cl2 O2 N2 → → → 2 HCl H 2 H2O H H H H H 2 NH3 In einer chemischen Verbindung können die Atome der Elemente der ... I. Gruppe II. Gruppe III. Gruppe ... bindende Elektronen abgeben 1 2 3 + Cl H Cl H + O O H H + N H N H wir sagen : das Element hat die Wertigkeit I II III ... bindende Elektronen aufnehmen IV. Gruppe V. Gruppe VI. Gruppe VII. Gruppe VIII. Gruppe 4 3 2 1 0 IV III II I 0 Die Elemente der 8. Gruppe sind Gase. Da ihre Atome 8 Aussenelektronen besitzen (Ausnahme : Helium He) sind sie an einem gegenseitigen Elektronenaustausch nicht interessiert. Sie gehen also keine chemischen Verbindungen ein. Wir sagen : „Sie sind edel“ und bezeichnen sie deshalb als Edelgase. Ihre kleinsten Teilchen sind demnach Atome (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) und nicht Moleküle (wie z.B. H2, O2, N2, Br2, Cl2). Beachte Lässt man verdünnte Salzsäure auf unedle Metalle einwirken, so entweicht Wasserstoff und nach dem Eindampfen der Lösungen bleiben Salze zurück : 2 Na + 2 HCl Mg + 2 HCl 2 Al + 6 HCl → H2↑ + → H2↑ + → 3 H2↑ + 2 NaCl MgCl2 2 AlCl3 Natriumchlorid Magnesiumchlorid Aluminiumchlorid Auch Nichtmetalle können mit Wasserstoff reagieren : H2 2 H2 H2O H2O 3 H2 + + + + + Cl2 O2 CO2 SO2 N2 → → → → → 2 HCl 2 H2O H2CO3 H2SO3 2 NH3 Chlorwasserstoff Wasser Kohlensäure schweflige Säure Ammoniak Feststellung : wir sagen : 1 Na-Atom 1 Mg-Atom 1 Al-Atom vermag vermag vermag 1 H-Atom zu ersetzen 2 H-Atome zu ersetzen 3 H-Atome zu ersetzen Na hat die Wertigkeit I Mg hat die Wertigkeit II Al hat die Wertigkeit III 1 Cl-Atom 1 O-Atom 1 CO3 -Teilchen 1 SO3 -Teilchen 1 N-Atom vermag vermag vermag vermag vermag 1 2 2 2 3 Cl hat die Wertigkeit O hat die Wertigkeit CO3 hat die Wertigkeit SO3 hat die Wertigkeit N hat die Wertigkeit H-Atom zu binden H-Atome zu binden H-Atome zu binden H-Atome zu binden H-Atome zu binden I II II II III MERKE : • Atombindung ≙ Atome haben gemeinsame Elektronenpaare • Die Wertigkeit eines Stoffes gibt an, – wie viele Valenzelektronen seine Atome aufnehmen bzw. abgeben können, das bedeutet : – wie viele Wasserstoff-Atome seine Atome binden oder in einer Verbindung ersetzen können. • Wasserstoff hat die Wertigkeit I, Sauerstoff die Wertigkeit II. • Die Wertigkeit eines Elementes entspricht (meistens) seiner Gruppennummer im PSE bzw. deren Ergänzung auf 8.
