Periodensystem der Elemente (Aufbau)
Im Periodensystem der Elemente (PSE) sind alle bekannten Elemente systematisch geordnet. Viele Punkte, die wir schon vom Atomaufbau kennen, finden wir hier wieder. Im Periodensystem werden die Elemente in Form eines Elementsymbols abgekürzt. Sauerstoff hat das Symbol „O“, Stickstoff das Symbol „N“ usw. In Abb. 6 ist ein Periodensystem dargestellt. Die einzelnen Spalten des Periodensystems stehen für die Gruppen. Man unterscheidet dabei zwischen Hauptgruppen (blau hinterlegt) und Nebengruppen (grün hinterlegt). Jede Gruppe ist nummeriert. Entweder verwendet man die römischen Zahlen oder die arabischen Ziffern. Die Zahlen I - VIII stehen für die Hauptgruppen, die Zahlen IA - VIIIA für die Nebengruppen. Elemente einer Gruppe sind sich chemisch sehr ähnlich. Die Gruppen-Nr. gibt die Anzahl der Elektronen auf der äußersten Schale an (Valenzschale). Die Valenzelektronen machen den chemischen Charakter eines Elements aus.
Merke
Merke: Die Gruppen-Nr. gibt uns die Anzahl der Elektronen (= Valenzelektronen) auf der äußersten Schale (= Valenzschale) an. Elemente einer Gruppe sind sich chemisch sehr ähnlich.
Die Gruppe VIII stellt die Edelgase dar. Die Edelgaskonfiguration ist ein sehr stabiler Zustand, den jedes Element durch Reaktionen erreichen möchte. Dieser Zustand repräsentiert eine vollbesetzte Valenzschale mit acht Elektronen (Oktettregel). Eine Ausnahme stellt Helium dar, welches nur zwei Außenelektronen besitzt. Das Bestreben der Elemente, diese Edelgaskonfiguration zu erreichen, erklärt ihre Reaktivität. Die Gruppe VII stellt die Gruppe der Halogene dar. Halogene sind nur ein Elektron von der Edelgaskonfiguration entfernt und daher sehr reaktive Elemente. Dieses eine Elektron möchten sie so schnell wie möglich irgendwo herbekommen, am einfachsten natürlich von einem Teilchen, das gerne ein Elektron abgeben möchte. Diese Elemente finden wir in der Gruppe I. Die Alkalimetalle haben ein Elektron zu viel. Wenn sie dieses abgeben, haben sie die Elektronenkonfiguration von dem davorstehenden Edelgas.
Merke
Merke: Gruppe I = Alkalimetalle; Gruppe II = Erdalkalimetalle,…, Gruppe VI = Chalkogene; Gruppe VII = Halogene; Gruppe VIII = Edelgase. (Gruppe III – IV haben keine besonderen Trivialnamen)
Merke
Merke: Das Bestreben, eine volle Valenzschale zu erreichen stellt die Triebkraft der Atome, Ionen oder Moleküle dar, Reaktionen einzugehen.
Die einzelnen Zeilen des Periodensystems nennt man Perioden. Jede Periode steht für eine Schale nach Bohr. Am rechten Rand erkennt man die Bezeichnungen K, L, M… Die Zahl, die bei jedem Elementsymbol steht, ist die Protonenzahl. Die Elemente sind nämlich fortlaufend nach der Protonenzahl geordnet. Aus dem Atomaufbau wissen wir, dass jedes Atom neutral ist und somit die Protonenzahl der Elektronenzahl entspricht. Schauen wir uns dazu das Beispiel Helium (He) an. Es steht in der 1. Periode, Hauptgruppe VIII und hat die Protonenzahl 2. Wir wissen, dass die 1. Periode für die erste Schale nach Bohr steht. Somit wissen wir auch, dass nur zwei Elektronen auf dieser Schale Platz haben (z = 2n2). Die wiederum erklärt, dass die 1. Periode nur über 2 Elemente verfügt.
Das in Abb. 6 dargestellte PSE ist ein vereinfachtes PSE. Normalerweise sind bei jedem Elementsymbol noch weitere Informationen angegeben, wie z.B. Massenzahl, Elektronegativität etc.
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