Die Wertigkeit - educa.Unterricht

Die Wertigkeit
Im PSE bilden die Elemente, die untereinanderstehen,
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 +
Cl2
→
2 HCl
2 H2 +
O2
→
2 H2O
3 H2 +
N2
→
2 NH3
In einer chemischen Verbindung
können die Atome der Elemente
der ...
I. Gruppe
II. Gruppe
III. Gruppe
... bindende
Elektronen
abgeben
1
2
3
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 demnachAtome
(He, Ne, Ar, Kr, ,
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
2 Na + 2 HCl
Mg + 2 HCl
2 Al + 6 HCl
→ H2↑ + 2 NaCl
→ H2↑ + MgCl2
→ 3 H2↑ + 3 AlCl3
zurück :
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
Feststellung :
Chlorwasserstoff
Wasser
Kohlensäure
schweflige Säure
Ammoniak
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
MERKE :
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
•
•
Atombindung ≙ Atome halten gemeinsame Elektronenpaare
Wasserstoff hat die Wertigkeit 1.
•
Die Wertigkeit eines Stoffes gibt an,
– wie viele Valenzelektronen seine Atome aufnehmen
bzw. abgeben k„nnen,
das bedeutet :
– wie viele Wasserstoff-Atome seine Atome binden
oder in einer Verbindung ersetzen k„nnen.
•
Die Wertigkeit eines Elementes entspricht (meistens)
seiner Gruppennummer im PSE
bzw. deren Erg…nzung auf 8.