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Kapitel 03
Aufbau der Materie
(Buch ab Seite 17)
ATOME SIND DIE BAUSTEINE DER CHEMIE
Film1 Geschichtliches – Kern-Hülle-Modell 8min
ATOME SIND DIE BAUSTEINE DER CHEMIE
Alle Stoffe im Universum (Sonne, Mond, aber
auch Bäume, Erde, Haut, Sand, Gold, Blei,
Plastik, …) bestehen aus Atomen oder
Verbindungen von Atomen ( Bindungsarten!)
„atomos“ (griech.) unteilbar
Heute weiß man, dass Atome aus noch
kleineren Teilchen aufgebaut sind.
a) DAS ATOM UND SEINE BESTANDTEILE
Lies im Buch Seite 18 + TM
a) DAS ATOM UND SEINE BESTANDTEILE
Alle Atome bestehen aus einem Atomkern und
der Atomhülle. Im Atomkern befinden sich
Protonen (p+) und Neutronen (n). Die
Atomhülle wird durch Elektronen (e-) gebildet.
Atom
Strukturdiagramm:
Atomkern
Protonen (p+)
Atomhülle
Neutronen (n)
Elektronen (e-)
a) DAS ATOM UND SEINE BESTANDTEILE
Teilchen
Proton
Neutron
Elektron
Wo
Atomkern
Atomkern
Atomhülle
Abk.
p+
n
e-
Ladung
positiv
neutral
negativ
Zwischen dem Atomkern
und der Atomhülle befindet
sich absolut NICHTS!
Ein Atom besteht also hauptsächlich aus
leerem Raum. Dies ist beispielsweise der
Grund, warum Röntgenstrahlen
Menschen durchdringen können.
Ergänzende Erklärungen zu p+, n und e-  Lexikon S. 28
GRÖßE VON ATOMEN - VERGLEICHE
Würde man ein Atom auf
die Größe eines Apfels
vergrößern, dann hätte bei
gleicher Vergrößerung ein
Apfel ungefähr den
Durchmesser der Erde.
GRÖßE VON ATOMEN - VERGLEICHE
Jeder Fingerhut voll Meerwasser
enthält 30 Milliarden Goldatome.
Trotzdem ist die Verdünnung viel
zu groß, um Gold aus Meerwasser
gewinnen zu können.
b) DAS PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE
(PSE) – SEITE 20
Im PSE finden wir alle „chemischen
Elemente“. Dies sind chemische Grundstoffe,
die nicht weiter zerlegt werden können.
B: für Elemente: Wasserstoff (H), Sauerstoff (O), Neon (Ne),
Schwefel (S) Eisen (Fe), Uran. (U), …
Die Elemente im PSE sind nach
steigender Protonenzahl geordnet!!!
b) DAS PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE
(PSE) – SEITE 18
Es
wurde
1869
fast gleichzeitig
und
Bis
zum 18.
Jahrhundert
(1701-1800)
waren
Name:
Dmitri
Iwanowitsch
Mendelejew
unabhängig
voneinander
von
den
Chemikern
Im
Alter
von
35
Jahren
(1869)
veröffenterstName:
15 ElementeJulius
als solche
bekannt
und
Lothar
von
Meyer
Dmitri
Mendelejew
(1834–1907)
und
Lothar
(russisch
Дмитрий
Менделеев)
beschrieben
(Metalle
wieИванович
Eisen, Kupfer, Blei,
Bismut, Arsen,
lichte
er seine
wissenschaftliche
Geboren:
19.
August
1830
Meyer
(1830–1895)
aufgestellt.
Zink,
Zinn,
Antimon,
Platin,
Silber,
Quecksilber
und Gold
oder
Geboren:
27.
Januar
1834
(julianischer
Kalender)
Forschungsarbeit
über
das
Periodensystem.
Nichtmetalle
wie Kohlenstoff,
Schwefel
und(Deutschland)
Phosphor)
.
in
Oldenburg
Dabei
ordneten
sie
die
chemischen
Elemente
8.
Februar
1834
(gregorian.
Kal)
Zu
seinen
Ehren
bekam
das
Element
101
nach
steigenden
Atommassen,
wobei
sie
DieGestorben:
meisten
Elemente
wurden
im
19.
Jh
(180111. April
1895 in Tübingen
in
Tobolsk,
Russland
den Namen
Mendelevium.
Elemente
mit ähnlichen
Eigenschaften
1900)
entdeckt
und wissenschaftlich
Beruf:
Arztbzw.
und Februar
Chemiker
untereinander
anordneten.
Gestorben:
Januar
beschrieben.
Vor dem Technischen Institut in 1907
St.
Historisch
es
fürJahrhunderts
die
Vorhersage
der dem
Sankt
Petersburg
ZuPetersburg
Beginnwar
desin
20.
waren
nur PSE
steht
sein
Denkmal
mit
Entdeckung
neuer
Elemente
und
deren
noch
zehn
der
natürlichen
Elemente
Beruf:
Chemiker
an
der
Hauswand.
Eigenschaften
unbekannt. von besonderer Bedeutung.
b) DAS PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE
(PSE) – SEITE 20
Aufbau des PSE:
Die waagrechten Zeilen nennt man Perioden.
Man bezeichnet sie mit 1-7 bzw. K, L, M, N, …
Die senkrechten Spalten heißen Gruppen.
Man unterscheidet Hauptgruppen und Nebengruppen!
„Außenelektronen“
Chemische Reaktionen laufen nur in der äußersten
Schale eines Atoms ab. Die Elektronen in dieser
äußersten Schale nennt man Außenelektronen!
KOPIE: PSE
EINSCHUB: EDELGASE
Die Edelgase gehören zur 8. Hauptgruppe und
befinden sich ganz rechts im Periodensystem
der Elemente.
Zu den Edelgasen gehören Helium, Neon,
Argon, Krypton, Xenon und das radioaktive
Radon (sowie das künstlich hergestellte Ununoctium).
Die Edelgase gehen keine Verbindungen mit
anderen Stoffen ein, sie sind inert
(=unreaktiv“).
EINSCHUB: EDELGASE
Die Edelgase findet man in geringen Mengen
in der Luft, aus der man sie auch gewinnt.
Verwendung:
Füllgas in Ballonen (Helium, leichter als Luft)
Füllgas in Lampen (Xenonscheinwerfer; früher
auch Neonröhren (Quecksilberdampf))
Schutzgas beim Schweißen (um den
Luftsauerstoff fern zu halten – Argon)
Spezialkühlmittel (flüssiges Helium)
Tauchgase (verhindern den Tiefenrausch)
Edelgase in Entladungslampen
EINSCHUB: HALOGENE
In der 7. Hauptgruppe stehen die gasförmigen
bzw. leichtflüchtigen Halogene, was soviel wie
"Salzbildner" (griech.) bedeutet.
Fluor, Chlor, Brom und Iod (Astat  radioaktiv) reagieren
teilweise heftig mit den verschiedensten Metallen
und bilden sogenannte Salze, beispielsweise
Natriumchlorid, Calizumbromid, oder die
medizinisch eingesetzten Kaliumiodidtabletten.
EINSCHUB: ALKALIMETALLE
Als Alkalimetalle werden die chemischen
Elemente Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium,
Caesium und Francium aus der 1.
Hauptgruppe des Periodensystems
bezeichnet.
Sie sind silbrig glänzende, sehr reaktive
Metalle mit (zum Teil) ähnlichen chemische
Eigenschaften.
EINSCHUB: ALKALIMETALLE
Der Name der Alkalimetalle leitet sich von
dem arabischen Wort ‫القلية‬‎‎/
‫ ‏‬‎(al-qalya) für
„Pottasche“ (die alte Bezeichnung für aus
Pflanzenaschen gewonnenes Kaliumcarbonat). ab.
In einigen Sprachen spiegelt sich dies im
Namen wider. So heißt Kalium beispielsweise
im Englischen und Französischen potassium
und im Italienischen potassio.
EINSCHUB: ALKALIMETALLE
Vorkommen / Anwendung:
Alkalimetalle sind an der Luft unbeständig und
kommen daher in der Natur nicht rein vor und
werden daher unter Spezialflüssigkeiten
aufbewahrt. Als Verbindung findet man Natrium z.
B. in Natriumchlorid (Kochsalz).
Lithium: In Lithium-Ionen-Akkus
Natrium: Im Kochsalz, in Natronlauge, in
Natriumdampflampen
Kalium: Als Dünger (Kaliumnitrat, KCl),
Streusalz (KCl)
Cäsium: (sehr selten, radioaktiv) – In Atomuhren (Bild)
EINSCHUB: EDELGASE UND HALOGENE
Buch S. 19 / Ü 1, 2
c) BEDEUTUNG DER ZAHLEN IM PSE
(Atom-)Massenzahl
• Anzahl der Teilchen im Atomkern: 9
• 9x so schwer wie Wasserstoff (H hat nur 1
Teilchen im Kern)
9
4
Ordnungszahl (Kernladungszahl)
• Steht im PSE an Stelle 4 („Hausnummer“)
• Anzahl der (positiv geladenen) Protonen im
Atomkern = 4
• Normalerweise Anzahl der Elektronen = 4
Be
ÜBUNG: WELCHE ZAHL IST GESUCHT?
Die folgenden Folien sind ein Training, um im
Buch folgende Übungen zu verstehen
(Achtung: Zuerst die folgenden 6 Folien
verstehen, dann erst die Übungen im Buch
bearbeiten):
 Buch Seite 19/4
 Buch Seite 19/5
Überspringen
ÜBUNG: WELCHE ZAHL IST GESUCHT? 9
(ACHTUNG – LÄUFT AUTOMATISCH AB!)

Ordnungszahl
4


4
Be

Wie viele Elektronen
enthält Be?
4
Atommassenzahl
9

Wie viele Protonen
enthält Be?
4
Wie viele Teilchen hat Be
im Atomkern?
9

An welcher Stelle steht
Be im PSE?
4
ÜBUNG: WELCHE ZAHL IST GESUCHT? 23
Na
11

Kernladungszahl
11

An welcher Stelle steht
Na im PSE?
11

Berechne: Wie viele
Neutronen enthält Na?
23-11=12

Wie viele Elektronen
enthält Na?
11

Wie viele Teilchen hat
Na im Atomkern?
23

Ordnungszahl von Na
11
ÜBUNG: WELCHE ZAHL IST GESUCHT? 27
Al
13

Massenzahl
27

Wieviel mal so schwer
wie H?
27

Berechne: Wie viele
Neutronen enthält Al?
27-13=14

Wie viele Teilchen hat Al
im Atomkern?
27

Protonen
13

Elektronen
13
ÜBUNG: WELCHE ZAHL IST GESUCHT? 19
9

Elektronen
9

Massenzahl
19

Wieviel mal so schwer
wie H?
19

Ordnungszahl
9

Kernladungszahl
9

Berechne: Wie viele
Neutronen enthält F?
19-9=10
F
ÜBUNG: WELCHE ZAHL IST GESUCHT? 1
H
1

Protonen
1

Massenzahl
1

Neutronen!!!

Ordnungszahl
1

Teilchen im Atomkern
1
1-1=0

Elektronen
1
ÜBUNG: WELCHE ZAHL IST GESUCHT? 7
Li
3

Massenzahl
7

Ordnungszahl
3

Neutronen
4

Teilchen im Atomkern
7

Elektronen
3

Protonen
3
ÜBUNG

Buch Seite 21/4, 5
Bazinga! Finde alle Fehler!
Stelle alle Elementsymbole aus
chemischer Sicht richtig dar!
d) ELEMENTSYMBOLE
Elementsymbol
H
lateinische
(tw. englische)
Bezeichnung
(Hydrogenium)
deutsche Bezeichnung
Wasserstoff
Die Elementsymbole auf der Kopie musst du in
beide Richtungen auswendig können!!
KOPIE:
Abkürzungen
IONEN UND ISOTOPE
Film2 Atome und Isotope 8min
e) IONEN = NICHT-NEUTRALE ATOME
Ein Atom besteht
aus einem positiv geladenen Atomkern
und einer negativ geladenen Atomhülle.
In jedem neutralen Atom befinden sich immer
genau so viele positive Ladungen (Protonen)
wie negative Ladungen (Elektronen).
Jede positive Ladung wird daher durch eine
negative Ladung ausgeglichen.
Das Atom ist nach außen hin neutral.
Kurz:
Neutrale Atome:
Anzahl p+ = Anzahl e-
e) IONEN = NICHT-NEUTRALE ATOME
Die meisten Elemente können ein oder mehrere
Elektronen aufnehmen oder abgeben.
Diese Atome haben dann eine negative oder
positive (Über-)Ladung.
Ionen sind Atome, die mehr oder weniger
Elektronen als Protonen besitzen.
Kurz: Nicht-neutrale Atome („Ionen“):
Anzahl p+ ≠ Anzahl e-
e) IONEN = NICHT-NEUTRALE ATOME
-
C -Ion:
Cl2--Ion:
Cl2+-Ion:
F+-Ion:
Na3--Ion:
Sr3+-Ion:
O2--Ion:
6 p+
17 p+
p+
p+
p+
p+
p+
6n
18 n
n
n
n
n
n
12
35
C
Cl
17
6
7 e19 eeeeee-
f) ISOTOPE (S. 16 UNTEN)
 Film
 Buch
Seite16 unten
Die Atome eines bestimmten Elements mit
unterschiedlicher Neutronenzahl nennt man
Isotope.
12
C
6
13
C
6
14
C
6
6 p+
6n
6 e-
6 p+
7n
6 e-
6 p+
8n
6 e-
Übung
Film 3 Schalenmodell +WH Ionen– die ersten
4:30min
Film 3 hilft uns, den Aufbau des Atoms zu
verstehen, wenn wir Atommodelle zeichnen
möchten!