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Grundwissen

Periodentafel der Elemente

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Die Struktur im Periodensystem der Elemente legen Beobachtungen hinsichtlich der Ionisierungsenergie und des Molvolumens nahe.
  • Die Anordnung der Elemente im Periodensystem erfolgt nach ihrer Ordnungszahl (Kernladungszahl) \(Z\).
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Entwicklung

Das Periodensystem der Elemente wurde fast zur gleichen Zeit von Dmitri Iwanowitsch MENDELEJEW (1834 - 1907) und Julius Lothar von MEYER (1814 - 1872) aufgestellt. Sie ordneten die Elemente nach ihren Atommassen und gruppierten dabei Elemente mit gleichen chemischen Eigenschaften übereinander.

MOSELEY ordnete später die Elemente nicht mehr nach ihren Atommassen, sondern nach der Ordnungszahl (= Kernladungszahl \(Z\)).

Die Anordnung erfolgt in sieben waagrechten Perioden und achtzehn senkrechten Gruppen. Die Elemente einer Gruppe sind chemisch verwandt, was sich z.B. in ihrem Säure-Basen-Verhalten äußert.

Periodische Struktur in der Ionisierungsenergie

Abb. 1 Ionisierungsenergie der verschiedenen Elemente

Die periodische Struktur bei der Anordnung der Elemente wird aber auch an einigen eher physikalischen Parametern deutlich. Abb. 1 zeigt die erste Ionisierungsenergie \(E_{\rm{Ion}}\) (die Energie, die nötig ist, um ein Elektron vom Atom zu trennen) verschiedener Elemente in Abhängigkeit ihrer Ordnungszahl \(Z\). Hierbei wird sichtbar, dass die Alkalimetalle Lithium, Natrium usw. relativ leicht, die Edelgase Helium, Neon, Argon usw. relativ schwer zu ionisieren sind.

Periodische Struktur beim Molvolumen

Abb. 2 Molvolumen der verschiedenen Elemente

Aber auch das in Abb. 2 dargestellte Molvolumen, das einen Rückschluss auf das Atomvolumen zulässt, schwankt periodisch. Hier zeigt sich, dass gerade die Alkaliatome ein relativ hohes Volumen besitzen. Geht man von einem Schalenmodell aus, so kann man gut verstehen, dass die Alkalimetalle größere Atomvolumina haben als ihre Nachbarn, da bei ihnen gerade immer eine neue Schale "aufgemacht" wurde.

Periodensystem der Elemente

Klicke auf das jeweilige Element, um Details zu erfahren.

Ausführliche Periodentafel

Ein hervorragende und sehr ausführliche Periodentafel, bei der auf die chemischen Eigenschaften eines Elements eingegangen wird, findest du bei Thomas Seilnacht . Auch hier brauchst du nur ein Element anzuklicken und erhältst sehr viele gut aufbereitete Information.

Aufgaben

Periodentafel der Elemente

Übungsaufgaben