Klasse 10 Sachsen
1.1 Atombau und Periodensystem
Definition von Atomen, Protonen und Neutronen:
Atome sind die grundlegenden Bausteine aller Materie. Sie bestehen aus einem
zentralen Atomkern und einer Elektronenhülle.
Der Atomkern enthält positiv geladene Protonen und neutrale Neutronen.
Die Elektronenhülle besteht aus negativ geladenen Elektronen, die den Atomkern
umkreisen.
Die Anzahl der Protonen im Atomkern bestimmt die Ordnungszahl und damit das
chemische Element
Protonen sind winzige Teilchen, die sich im Kern eines Atoms befinden. Der
Atomkern ist das Zentrum des Atoms.
Sie tragen eine positive elektrische Ladung. Das bedeutet, sie sind „plusgeladen“.
Die Anzahl der Protonen im Atomkern bestimmt, um welches chemische Element es
sich handelt. Zum Beispiel haben alle Wasserstoffatome 1 Proton, alle
Kohlenstoffatome 6 Protonen und alle Sauerstoffatome 8 Protonen.
Die Anzahl der Protonen wird auch als „Ordnungszahl“ bezeichnet und ist im
Periodensystem der Elemente zu finden.
Protonen sind relativ schwer im Vergleich zu Elektronen. Sie tragen fast die gesamte
Masse des Atomkerns.
Neutronen sind ebenfalls Teilchen, die sich im Atomkern befinden.
Im Gegensatz zu Protonen tragen Neutronen keine elektrische Ladung. Sie sind
„neutral“.
Neutronen tragen zur Masse des Atomkerns bei.
Die Anzahl der Neutronen kann bei Atomen des gleichen Elements unterschiedlich
sein. Atome des gleichen Elements mit unterschiedlicher Anzahl von Neutronen
werden „Isotope“ genannt.
Neutronen sind ungefähr genauso schwer wie Protonen
, Atommodelle (Bohr, Orbitalmodell):
Das Bohrsche Atommodell beschreibt Elektronen, die den Atomkern auf
Kreisbahnen mit bestimmten Energieniveaus umkreisen. Es ist gut geeignet, um das
Verhalten von Elektronen in einfachen Atomen wie Wasserstoff zu erklären.
Das Orbitalmodell ist ein moderneres Modell, das die Wahrscheinlichkeit beschreibt,
Elektronen in bestimmten Raumbereichen um den Atomkern herum zu finden. Diese
Raumbereiche werden als Orbitale bezeichnet.
Das Periodensystem der Elemente: Struktur und Eigenschaften:
Das Periodensystem ordnet die Elemente nach ihrer Ordnungszahl und ihren
chemischen Eigenschaften.
Elemente in der gleichen Gruppe (Spalte) haben ähnliche chemische Eigenschaften,
da sie die gleiche Anzahl von Valenzelektronen haben.
Elemente in der gleichen Periode (Zeile) haben die gleiche Anzahl von
Elektronenschalen.
Das Periodensystem ermöglicht es, Trends in den Eigenschaften der Elemente
vorherzusagen, wie z. B. Ionisierungsenergie, Elektronenaffinität und
Elektronegativität.
Elektronenkonfiguration und Valenzelektronen:
Die Elektronenkonfiguration beschreibt, wie die Elektronen eines Atoms auf die
verschiedenen Orbitale verteilt sind.
Valenzelektronen sind die Elektronen in der äußersten Elektronenschale eines Atoms.
Sie sind entscheidend für die chemischen Eigenschaften eines Elements, da sie an
chemischen Bindungen beteiligt sind.
Ionisierungsenergie, Elektronenaffinität und Elektronegativität:
Die Ionisierungsenergie ist die Energie, die benötigt wird, um ein Elektron aus einem
Atom im gasförmigen Zustand zu entfernen. Sie nimmt im Allgemeinen von links
nach rechts im Periodensystem zu und von oben nach unten ab.
Die Elektronenaffinität ist die Energie, die freigesetzt wird, wenn ein Atom im
gasförmigen Zustand ein Elektron aufnimmt. Sie ist im Allgemeinen bei
Nichtmetallen höher als bei Metallen.
Die Elektronegativität ist ein Maß für die Fähigkeit eines Atoms, Elektronen in einer
chemischen Bindung anzuziehen. Sie nimmt im Allgemeinen von links nach rechts
und von unten nach oben im Periodensystem zu.
1.2 Chemische Bindungen
Ionenbindung, kovalente Bindung und Metallbindung:
Die Ionenbindung entsteht durch die elektrostatische Anziehung zwischen
entgegengesetzt geladenen Ionen. Sie tritt typischerweise zwischen Metallen und
Nichtmetallen auf.
Die kovalente Bindung entsteht durch die gemeinsame Nutzung von Elektronen
zwischen Atomen. Sie tritt typischerweise zwischen Nichtmetallen auf.