Periodensystem und Atombau (Quelle: Raabits)

Das Arbeiten mit dem Periodensystem und das Wissen über dem Atombau

erleichtert dir, viele physikalische und chemische Prozesse zu verstehen.

Nach dieser Themeneinheit hast du den Umgang mit dem Periodensystem gelernt und

kennst den allgemeinen Aufbau der Atome, um ihn auf verschiede Beispiele anzuwenden.

Hinweis: Arbeite alle Aufgaben nacheinander ab

Hilfsmittel: Lehrbuch, Infotext, Tafelwerk, Internet

1. Symbole begegnen uns überall im Alltag

1.1 Kennst du diese Symbole?

______________________

Damit Alchimisten sich mit anderen über ihre Erkenntnisse

austauschen zu können, haben sie die Stoffe, mit denen sie

hantierten, mit Symbolen abgekürzt.

1.2 Jöns Jakob Berzelius, der von 1779 bis 1848 lebte, war mit der Schreibweise der Alchemisten

nicht einverstanden. Elemente und Verbindungen wurden vermischt und beim Buchdruck war es

schwer, die Zeichen sauber zu vervielfältigen, ohne den Text zu verunstalten. Aus diesem Grund

entwickelte Berzelius eine „neue Sprache“. Kannst du ihm folgen und verstehst seine Sprache?

Aus: J. J. Berzelius, Versuch über die Theorie der chemischen Proportionen und über die Wirkungen der chemischen Elektrizität;

Dresden 1820, S. 117–118.

Auf der nächsten Seite kannst du es ausprobieren.

„Die chemischen Zeichen müssen aus Buchstaben

bestehen […]. Ich wähle daher die Anfangsbuchstaben der

lateinischen Benennungen der Körper zu chemischen

Zeichen, und da mehrere von ihnen einerlei

Anfangsbuchstaben haben, so unterscheide ich sie auf

folgende Weise:

a) die einfachen nichtmetallischen Körper […] bezeichne ich

blos mit dem Anfangsbuchstaben, wenn er sich auch unter

den Metallen wiederfinden sollte;

b) bei den Metallen aber wird dem Anfangsbuchstaben […]

der zweite Buchstabe, oder wenn dieser nicht bezeichnend

genug sein sollte, der nächste Konsonant im Worte

hinzugefügt.“

1.3 Ergänze in der folgenden Tabelle die Elementsymbole der Elemente des

Periodensystems, indem du Berzelius’ Regeln anwendest.

Name des

Elements

Lateinische

Bezeichnung

Symbol Name des

Elements

Lateinische

Bezeichnung

Symbol

Gold Aurum Kohlenstoff Carboneum

Aluminium Aluminium Kupfer Cuprum

Schwefel Sulfur Sauerstoff Oxygenium

Eisen Ferrum Wasserstoff Hydrogenium

Stickstoff Nitrogenium

1.4 Kontrolliere deine Ergebnisse mit dem Periodensystem im Tafelwerk.

1.5 Hör dir den Podcast über das Periodensystem (PSE) an. Du erfährst darin, dass sich

Chemiker vor über 100 Jahren ebenfalls die Köpfe darüber zerbrachen, wie die Elemente

sinnvoll zu ordnen sind. Fasst ihre Ergebnisse zusammen. (5 Ordnungsmuster)

Klicken einfach auf den Link: https://www.br.de/mediathek/podcast/das-

kalenderblatt/periodensystem-der-elemente-veroeffentlicht/45263

Die Geschichte des PSE – ein Überblick

Zusatzaufgabe: Kommst du drauf? – Ein Logical zum PSE

Wasserstoff, Kohlenstoff, Chlor, Magnesium und Sauerstoff – diese fünf Elemente

des Periodensystems müssen in die richtige Reihenfolge gebracht werden. Findest

du heraus, wie?

Aufgabe

Fülle die Tabelle mithilfe der Hinweise unten aus.

Name

Element-

symbol

Ordnungszahl

Name der

Hauptgruppe

Verwendung

Zwischen dem Wasserstoff und dem Kohlenstoff liegt das Magnesium.

Das erste Element in der Tabelle ist der Sauerstoff.

Das Magnesium wird in Legierungen, Fackeln und Feuerzeugen verwendet.

Das Element in der letzten Spalte gehört in die Elementfamilie der Halogene (so heißt eine Hauptgruppe).

Die Chemikalie links neben dem Magnesium hat die Ordnungszahl 1.

Das Element in der ersten Spalte führt das Elementsymbol O.

Die Chemikalien an erster und vierter Stelle liefern jeweils den Namen für die gesamte Hauptgruppe.

Das Elementsymbol zwischen O und Mg lautet H.

Das Element, das im PSE über den Alkalimetallen steht, wird verwendet als Raketentreibstoff, bei der Fetthärtung und früher als Trägergas in Luftschiffen.

Rechts neben dem Element, das im PSE über den Alkalimetallen steht, steht ein Element der Erdalkalimetalle.

Magnesium trägt die Ordnungszahl 12, Kohlenstoff die Ordnungszahl 6.

Das Element am Ende der Tabelle wird mit Cl symbolisiert.

Chlor wird in Bleich- und Desinfektionsmitteln sowie zur Herstellung vieler Chemikalien verwendet.

Das erste Element hat die Ordnungszahl 8, das letzte 17.

Das Element an erster Stelle wird in der Medizin, der Raumfahrttechnik und zur Herstellung von Roheisen verwendet.

Das Element mit der Ordnungszahl 6 wird mit C abgekürzt und in Bleistiftminen, für Elektroden und feuerfeste Gussformen verwendet.

Kontrolliere deine Ergebnisse mit dem Tafelwerk

Bild

: C

olo

urb

ox

1.6 Fülle die Lücken zum Thema Periodensystem aus.

Verwende hierzu das Informationsmaterial A.

Im PSE sind alle bisher bekannten Elemente angeordnet. Die Spalten werden

als __________ bezeichnet und die Zeilen als ______________.

Die Elemente, die _____________ stehen, haben ähnliche ____________ und

werden deshalb auch als _______________________ bezeichnet.

Insgesamt gibt es im PSE ____ Hauptgruppen, die mit den römischen Zahlen I

bis VIII gekennzeichnet werden.

Innerhalb einer Periode stehen die Elemente ________________. Jede Periode

beginnt mit einem Alkalimetall und endet mit einem __________. Die Perioden

werden mit den Zahlen 1 bis ______ bezeichnet.

Der Platz jedes Elements ist durch seine Gruppe und seine Periode festgelegt.

Die Urväter unseres Periodensystems sind der Russe Dimitri ___________ und

der Deutsche Lothar __________, die zeitgleich an der Anordnung der

Elemente gearbeitet haben. 1869 wurde das Periodensystem erstmals

veröffentlicht.

Die einzelnen Elemente werden mit ihren Elementsymbolen notiert. Diese

Zeichensprache schlug 1814 der Schwede Jöns Jakob ________ vor.

Verwende hierzu das Informationsmaterial B.

Chemische Elemente

Chemische Elemente sind _________________________, die sich nicht in weitere

_________________________ zerlegen lassen. Man kennt heutzutage

_________________________ verschiedene chemische Elemente.

Die Elemente werden durch _________________________ bezeichnet, die meistens

_________________________ ihrer lateinischen Namen sind (z. B.

__________________________ Hydrogenium – H).

Da die ersten 20 Elemente besonders häufig in unseren Experimenten vorkommen, musst du diese

auswendig wissen. Dieser Song kann dir dabei helfen.

https://www.youtube.com/watch?v=TRxGofdt9FA

1.7 Das Periodensystem der Elemente

Jetzt hast du schon viel über das Periodensystem erfahren: Du weißt, wie die Elementnamen entstanden sind, kennst die Begriffe Gruppe und Periode

und hast gelernt, dass jedes Element eine Ordnungszahl hat. Die Nebengruppenelemente, die zwischen der 2. und 3. Hauptgruppe liegen, wurden in

diesem PSE herausgenommen.

Aufgabe: Trage in das Periodensystem die Elementnamen, Symbole und Ordnungszahlen ein mithilfe dem Informationsmaterial C ein. Kontrolliere deine Ergebnisse mit dem Periodensystem im Tafelwerk.

Hauptgruppe

Hauptgruppen-nummer

I II III IV V VI VII VIII

Periodenzahl Alkalimetalle

Erdalkali-metalle

Borgruppe Kohlenstoff-

gruppe Stickstoffgruppe

Sauerstoff-gruppe

Halogene Edelgase

1 Wasserstoff

1cccccH

2

2

3

4

5

6

7

Atombau

Das Kern-Hülle Modell

Hilfsmittel: Tafelwerk, Informationsmaterial 1-3 (Suche gezielt nach Antworten.),

Lehrbuch, Internet

1.1 Beschrifte das Kern-Hülle Modell richtig.

1.2 Ordne mit unterschiedlichen Buntstiftfarben sinnvoll zu.

1.3 Hast du schon herausgefunden, welches Atom in Aufgabe 1.1 abgebildet wird.

Zähle dazu die Anzahl der Elektronen und Protonen.

Anzahl der Elektronen:_________________ Anzahl der Protonen:____________________

Merke: Ordnungszahl = Protonenzahl = Elektronenzahl

Jetzt kennst du die Bedeutung der Ordnungszahl. Nenne jetzt das Atom, welches in Aufgabe 1.1

abgebildet ist. __________________________________________________________________

1.4 Wie viele von den Elektronen liegen in der äußeren Atomhülle (Außenelektronen). Nenne die

Anzahl. _________

Kontrolle: Hauptgruppennummer = Außenelektronen

Stimmt dein Ergebnis mit der Kontrolle überein? ja nein

2 Zeichne ein beschriftetes Kern-Hülle Modell vom Aluminiumatom! Gehe hierzu die einzelnen

Schritte nacheinander durch.

2.1 Nenne die Anzahl der Protonen, Elektronen und Außenelektronen!

Protonen:______ Elektronen:______ Außenelektronen:______

2.2 Zeichne Den Atomkern und die Atomhülle. Wenn das Atom mehr als zwei Elektronen hat, musst

du zwei Atomhüllen zeichnen.

2.3 Zeichne die Protonen mit dem Symbol an richtiger Stelle ein.

2.4 Zeichne die Anzahl der Elektronen abzüglich der Außenelektronen auf die innere Hülle.

2.5 Zeichne die Außenelektronen auf die äußere Hülle.

2.6 Beschrifte jetzt das Atommodell wie in Aufgabe 1.1.

3.1 Fülle die Tabelle zum Atombau richtig aus.

Atomart Symbol Anzahl der

Protonen

Anzahl der

Elektronen

Anzahl der

Außenelektronen

Wasserstoff

Ca

12

26 2

Na

3.2 Zeichne jetzt selbst mindestens eines der Atome aus der Tabelle 3.1 in deinen Hefter.

Informationsmaterial A (Quelle: Raabits) Im PSE sind alle bisher bekannten Elemente angeordnet. Die Spalten werden als Gruppen bezeichnet und die Zeilen als Perioden.

Die Elemente, die untereinander stehen, haben ähnliche Eigenschaften und werden deshalb auch als Elementfamilien bezeichnet.

Insgesamt gibt es im PSE 8 Hauptgruppen, die mit den römischen Zahlen I bis VIII gekennzeichnet werden.

Innerhalb einer Periode stehen die Elemente nebeneinander. Jede Periode beginnt mit einem Alkalimetall und endet mit einem Edelgas. Die Perioden werden mit den Zahlen 1 bis 7 bezeichnet.

Der Platz jedes Elements ist durch seine Gruppe und seine Periode festgelegt.

Die Urväter unseres Periodensystems sind der Russe Dimitri Mendelejew und der Deutsche Lothar Meyer, die zeitgleich an der Anordnung der Elemente gearbeitet haben. 1869 wurde das Periodensystem erstmals veröffentlicht.

Die einzelnen Elemente werden mit ihren Elementsymbolen notiert. Diese Zeichensprache schlug 1814 der Schwede Jöns Jakob Berzelius vor.

Informationsmaterial B (Quelle: Raabits)

Chemische Elemente Chemische Elemente sind Grundstoffe, die sich nicht in weitere Stoffe zerlegen lassen. Man kennt heutzutage 118 verschiedene chemische Elemente. Die Elemente werden durch Elementsymbole bezeichnet, die meistens Abkürzungen ihrer lateinischen Namen sind (z. B. Wasserstoff – Hydrogenium – H).

Informationsmaterial C (Quelle: Raabits)

Gruppe 1 Die Alkalimetalle

Aufgabe: Ordnet die Namen der Elemente, die Elementsymbole und die Ordnungszahlen

im Periodensystem an die passende Stelle. Füllt alles mit Bleistift aus!

• Zu den Alkalimetallen gehören die Elemente Natrium, Kalium, Rubidium, Lithium, Francium und Cäsium. Alle diese Elemente gehören in die erste Hauptgruppe.

• Folgende Elementsymbole (internationale Abkürzungen) stehen zur Verfügung: Fr, Li, Cs, Rb, Na und K.

• Zugehörige Ordnungszahlen sind: Lithium = 3, Natrium = 11, Francium = 87.

• Kalium steht in der 4., Rubidium in der 5., Cäsium in der 6. Periode.

Gruppe 2 Die Erdalkalimetalle

Aufgabe: Ordnet die Namen der Elemente, die Elementsymbole und die Ordnungszahlen

im Periodensystem an die passende Stelle. Füllt alles mit Bleistift aus!

Zu den Erdalkalimetallen gehören die Elemente Barium, Radium, Beryllium, Calcium, Magnesium und

Strontium. Alle diese Elemente gehören in die zweite Hauptgruppe.

• Folgende Elementsymbole (internationale Abkürzungen) stehen zur Verfügung: Ra, Mg, Ca, Sr, Ba und Be.

• Zugehörige Ordnungszahlen sind: Beryllium = 4, Radium = 88, Magnesium = 12.

• Calcium steht in der 4., Barium in der 6. und Strontium in der 5. Periode.

Gruppe 3 Die Bor-Gruppe

Aufgabe: Ordnet die Namen der Elemente, die Elementsymbole und die Ordnungszahlen

im Periodensystem an die passende Stelle. Füllt alles mit Bleistift aus!

In die Bor-Gruppe gehören die Elemente Bor, Thallium, Indium, Gallium und Aluminium. Alle diese

Elemente gehören in die dritte Hauptgruppe.

• Folgende Elementsymbole (internationale Abkürzungen) stehen zur Verfügung: Al, Ga, In, B und Tl.

• Zugehörige Ordnungszahlen sind: Bor = 5, Gallium = 31.

• Aluminium steht in der 3., Indium in der 5. und Thallium in der 6. Periode.

Gruppe 4 Die Kohlenstoff-Gruppe

Aufgabe: Ordnet die Namen der Elemente, die Elementsymbole und die Ordnungszahlen

im Periodensystem an die passende Stelle. Füllt alles mit Bleistift aus!

In die Kohlenstoff-Gruppe gehören die Elemente Silicium, Germanium, Zinn, Blei (Plumbum) und

Kohlenstoff. Alle diese Elemente gehören in die vierte Hauptgruppe.

• Folgende Elementsymbole (internationale Abkürzungen) stehen zur Verfügung: C, Pb, Ge, Si und Sn.

• Zugehörige Ordnungszahlen sind: Kohlenstoff = 6 und Blei = 82.

• Silicium steht in der 3., Zinn in der 5. und Germanium in der 4. Periode.

Gruppe 5 Die Stickstoff-Gruppe

Aufgabe: Ordnet die Namen der Elemente, die Elementsymbole und die Ordnungszahlen

im Periodensystem an die passende Stelle. Füllt alles mit Bleistift aus!

In die Stickstoff-Gruppe gehören die Elemente Stickstoff (Nitrogenium), Bismut, Antimon, Phosphor

und Arsen. Alle diese Elemente gehören in die fünfte Hauptgruppe.

• Folgende Elementsymbole (internationale Abkürzungen) stehen zur Verfügung: P, As, N, Sb und Bi.

• Zugehörige Ordnungszahlen sind: Stickstoff = 7, Bismut = 83.

• Phosphor steht in der 3., Antimon in der 5. und Arsen in der 4. Periode.

Gruppe 6 Die Sauerstoff-Gruppe

Aufgabe: Ordnet die Namen der Elemente, die Elementsymbole und die Ordnungszahlen

im Periodensystem an die passende Stelle. Füllt alles mit Bleistift aus!

In die Sauerstoff-Gruppe, auch Chalkogene genannt, gehören die Elemente Sauerstoff (Oxygenium),

Polonium, Tellur, Selen und Schwefel. Alle diese Elemente gehören in die sechste Hauptgruppe.

• Folgende Elementsymbole (internationale Abkürzungen) stehen zur Verfügung: S, O, Po, Te und Se.

• Zugehörige Ordnungszahlen sind: Sauerstoff = 8 und Selen = 34.

• Schwefel steht in der 3., Tellur in der 5. und Polonium in der 6. Periode.

Gruppe 7 Die Halogene

Aufgabe: Ordnet die Namen der Elemente, die Elementsymbole und die Ordnungszahlen

im Periodensystem an die passende Stelle. Füllt alles mit Bleistift aus!

In die Gruppe der Halogene gehören die Elemente Astat, Iod, Fluor, Chlor und Brom. Alle diese

Elemente gehören in die siebte Hauptgruppe.

• Folgende Elementsymbole (internationale Abkürzungen) stehen zur Verfügung: F, Cl, At, Br und I.

• Zugehörige Ordnungszahlen sind: Chlor = 17 und Astat = 85.

• Fluor steht in der 2., Iod in der 5. und Brom in der 4. Periode.

Gruppe 8 Die Edelgase

Aufgabe: Ordnet die Namen der Elemente, die Elementsymbole und die Ordnungszahlen

im Periodensystem an die passende Stelle. Füllt alles mit Bleistift aus!

In die Gruppe der Halogene gehören die Elemente Neon, Krypton, Argon, Helium, Xenon und Radon.

Alle diese Elemente gehören in die achte Hauptgruppe.

• Folgende Elementsymbole (internationale Abkürzungen) stehen zur Verfügung: Ne, He, Ar, Rn, Xe und Kr.

• Zugehörige Ordnungszahlen sind: Helium = 2, Argon = 18 und Xenon = 54.

• Neon steht in der 2., Radon in der 6. und Krypton in der 4. Periode.

Informationsmaterial 1(Quelle Volk und Wissen Chemie)

Informationsmaterial 2 (Quelle Volk und Wissen Chemie)

Informationsmaterial 3 (Quelle Volk und Wissen Chemie)