Chemie

Wie ist das Periodensystem geordnet?

Inhaltsverzeichnis:

In diesem Text erklären wir dir, wie das Periodensystem aufgebaut ist, welche Gründe es für diesen speziellen Aufbau gibt und welche Informationen dir diese Übersicht bietet.

Teste kostenlos unser Selbst-Lernportal
  • Über 700 Lerntexte & Videos
  • Über 250.000 Übungen & Lösungen
  • Gratis Nachhilfe-Probestunde

Das Periodensystem

Das Periodensystem hat seine Struktur erhalten, nachdem einige Wissenschaftler, die bis dahin bekannten Informationen über die Atome und deren Aufbau nutzten, um eine Übersicht aller Atome zu erstellen. 

Historische Grundlagen

Die Physiker Rutherford und Bohr stellten um die Jahrhundertwende des 19. Jahrhunderts ihre noch heute bekannten Atommodelle auf und hatten mit diesem entscheidenden Einfluss auf die Gestaltung des Periodensystems. Sie fanden heraus, dass ein Atom aus dem Atomkern und der Atomhülle besteht. Im Kern befinden sich positiv geladene Protonen und neutrale (ungeladene) Neutronen. In der Hülle befinden sich negativ geladene Elektronen, die sich in verschiedenen Abständen um den Kern bewegen. Ihre Flugbahnen verdeutlichte man mittels Schalen. Die Schalen, die mit den Kennbuchstaben ab $K$ aufwärts betitelt wurden, können jeweils eine bestimmte Zahl an Elektronen aufnehmen. So passen in die ersten Schale (K - Schale) maximal zwei Elektronen, bis diese vollständig gefüllt ist. Die zweite Schale (L- Schale) kann maximal acht Elektronen aufnehmen und die dritte Schale (M) 18 Elektronen. Die maximal mögliche Zahl der Elektronen auf einer Schale berechnet sich so nach $2*n^2$ (n=Schalennummer). Betrachtet man jedoch nur die Hauptgruppenelemente befinden sich in der äußersten Schale eines Atoms nie mehr als acht Elektronen. Die Außenelektronen eines Atoms werden auch Valenzelektronen genannt.

Die Anzahl der Valenzelektronen gibt Aufschluss über die Eigenschaften eines Stoffes. Man hat herausgefunden, dass Atome, die die gleiche Zahl an Außenelektronen haben, ähnliche Eigenschaften aufweisen. Dieses Wissen hat man bei der Gestaltung des Periodensystems mit einfließen lassen. 

Wie du gerade schon erfahren hast, befinden sich im Kern eines Atoms positiv geladenen Protonen und negativ geladene Neutronen. Diese sind jeweils ungefähr gleich schwer. Die Elektronen hingegen besitzen eine unglaublich kleine Masse. Aus diesem Grund definiert der Kern die Masse eines Atoms. Dabei setzt sich das Gewicht beinahe eins zu eins aus den Protonen und den Neutronen zusammen. Die Masse eines Protons (bzw. Neutrons) wird in der atomaren Masseneinheit $u$ (unit) angegeben. $1u$ entspricht einer Masse von: $0,0000000000000000000000166054=1,66054*10^{-24}g$

Beispiel

Beispiel

Hier klicken zum Ausklappen

Sauerstoff (O) hat acht Protonen und acht Neutronen. Demnach hat ein Sauerstoffatom eine Masse von 16u.

Die Hauptgruppen des Periodensystems

Da die Protonen eines Atoms die einzigen geladenen Teilchen im Kern sind, definieren sie auch die Ladung des gesamten Kerns. Die Anzahl der Protonen nennt man auch Kernladungszahl. Die Kernladungszahl bestimmt im Periodensystem die Reihenfolge der Stoffe von klein nach groß aufsteigend.

In dieser Abbildung siehst du die Übersicht über die Atome, die sich auch im Periodensystem befinden. 

periodensystem-pse-hauptgruppen-periode-period-system-of-elements
Hauptgruppen im Periodensystem 

 

Schauen wir uns an, was die einzelnen Zahlen bedeuten. Oben links in jedem Feld befindet sich die Kernladungszahl, die im Periodensystem auch Ordnungszahl genannt wird. Unter der Abkürzung für das jeweilige Element befindet sich die zugehörige Massenzahl. Wie dir vielleicht auffällt, tauchen ab der 20. Ordnungszahl Sprünge auf. Das liegt daran, dass in dieser Übersicht nur die Hauptgruppenelemente aufgeführt sind. Die fehlenden, sogenannten Nebengruppenelemente schauen wir uns später an.

 

Merke

Merke

Hier klicken zum Ausklappen

Die Kernladungszahl gibt die Reihenfolge der Elemente im Periodensystem an und wird auch Ordnungszahl der Elemente genannt. Sie repräsentiert die Zahl der positiv geladenen Protonen im Atomkern, wie auch die Gesamtzahl der negativ geladenen Elektronen in der Atomhülle des jeweiligen Elementatoms. 

 

Hauptgruppen und Perioden

Wie du in der Abbildung sehen kannst, ist das Periodensystem in Perioden und Gruppen unterteilt. In jeder Periode befinden sich Elemente, deren Atome die gleiche Anzahl an Schalen besitzen. Beispielsweise haben alle Atome in der 3. Periode drei Schalen (K, L und M). Zudem siehst du, dass es acht Hauptgruppen gibt. 

Dem russische Chemiker Dmitri Mendelejew fiel bei der Sortierung der Stoffe auf, dass die Elemente in regelmäßigen Abständen ähnliche Eigenschaften besaßen. Daraus leitete er das Gesetz der Oktaven ab, da sich jeder achte Stoff in eine Elementfamilie einordnen ließ. So entstanden die acht Hauptgruppen (I-VIII) der Elemente. Die Nummer der Hauptgruppe gibt dabei die Anzahl der Elektronen an, die sich auf der äußersten Schale befinden (die sogenannten Valenzelektronen, Ausnahme: Helium mit zwei Elektronen auf der ersten Schale).

 

Merke

Merke

Hier klicken zum Ausklappen

Die jeweiligen Hauptgruppen beinhalten Elemente mit ähnlichen chemischen Eigenschaften:

1.Hauptgruppe: Alkalimetalle (Lithium - Natrium - Kalium - Rubidium - Cäsium)
2.Hauptgruppe: Erdalkalimetalle (Beryllium - Magnesium - Calcium - Strontium - Barium)
3.Hauptgruppe: Borgruppe (Bor - Aluminium - Gallium - Indium - Thallium)
4.Hauptgruppe: Kohlenstoffgruppe (Kohlenstoff - Silicium - Germanium - Zinn - Blei)
5.Hauptgruppe: Stickstoffgruppe (Stickstoff - Phosphor - Arsen - Antimon - Bismut)
6.Hauptgruppe: Chalkogene (Sauerstoff - Schwefel - Selen - Tellur - Polonium)
7.Hauptgruppe: Halogene (Fluor - Chlor - Brom - Iod - Astat)
8.Hauptgruppe: Edelgase (Helium - Neon - Argon - Krypton - Xenon - Radon)

Masse und Radius der Atome

Das Periodensystem der Elemente liefert dir Informationen über die Masse und den Radius eines Atoms. Dabei steigt die Höhe der Masse innerhalb jeder Hauptgruppe (von oben nach unten) und Periode (von links nach rechts) an. So hat Lithium (Li) beispielsweise eine höhere Masse als Helium (He) und Argon (Ar) eine größere Masse als Neon (Ne).

Den Radius eines Atoms kannst du anhand der Perioden ermitteln. In jeder Periode, aufsteigend von oben nach unten, vergrößert sich die Anzahl der Schalen jeweils um eins. Dadurch ist auch der Radius des jeweiligen Atoms größer. Für die gerade genannten Elemente würde das beispielsweise bedeuten, dass ein Lithiumatom zwei Schalen (K- und L - Schale) und ein Argonatom drei Schalen (K -, L - und M - Schale) aufweist. Da sich jede zusätzliche Schale weiter vom Atomkern entfernt befindet, ist somit der Radius größer, je mehr Schalen vorhanden sind.

Die Nebengruppen des Periodensystems

Die folgenden Informationen sind für dich noch nicht von großer Bedeutung, gehören aber zu einem vollständigen Bild über das Periodensystem der Elemente dazu.

Wie du schon erfahren hast, überspringt das oben gezeigte Periodensystem einige Ordnungszahlen. Das liegt daran, dass es noch weitere Elemente gibt, die jedoch nicht zu den Hauptgruppen gehören. Diese Elemente liegen zwischen der zweiten und dritten Hauptgruppe, erfüllen jedoch nicht das Gesetz der Oktaven. Daher hat man sie von den Hauptgruppen getrennt.

nebengruppen-elemente-periodensystem-perioden-uebergangselemente-pse
 Nebengruppenelemente des Periodensystems

 

Die Nebengruppenelemente sind mit jeweils zehn Elementen in jeder Periode zusammengefasst und in (Neben-)Gruppen eingeteilt, die von I bis VIII verlaufen. Im Anfangsunterricht des Fachs Chemie spielen die Elemente der Nebengruppen aber zunächst eine untergeordnete Rolle.

Nun solltest du die wichtigsten Dinge über das Periodensystem und seine Anordnung wissen. Das Gelernte kannst du jetzt anhand unserer Übungsaufgaben vertiefen. Wir wünschen dir viel Spaß und Erfolg dabei!

Übungsaufgaben

Teste dein Wissen!

Teste dein Wissen!

Was besagt das Gesetz der Oktaven, das Dmitri Mendelejew aufstellte?

Teste dein Wissen!

Welches dieser Elemente gehört nicht zur Familie der Edelgase?

Diese und weitere PDF-Übungsaufgaben findest du in unserem Selbst-Lernportal. Registriere dich jetzt gratis und lerne sofort weiter!
Teste dein Wissen!

Die Elemente sollen von der geringsten bis zur höchsten Masse sortiert werden. Markiere die richtige Antwort.

Diese und weitere PDF-Übungsaufgaben findest du in unserem Selbst-Lernportal. Registriere dich jetzt gratis und lerne sofort weiter!
Teste dein Wissen!

Welche Schalen ordnet man der Zweiten Periode zu?

Aufgabenblätter & Lösungen
Mit wenigen Klicks die passenden Aufgaben und Lösungen zum Üben und Selbst-Lernen finden.
Du brauchst Hilfe?

Hol dir Hilfe beim Studienkreis und frag einen Lehrer!

Lehrer zum Wunschtermin online fragen

Du benötigst häufiger Hilfe in Chemie? Dann vereinbare einen Termin bei einem Lehrer unserer Chemie Online-Nachhilfe und verbessere deine Chemie-Kenntnisse.

  • Zum Wunschtermin
  • Online-Einzelgespräch
  • Geprüfte Nachhilfelehrer
Gratis Probestunde vereinbaren
Lehrer zum Wunschtermin in deiner Nähe fragen

Du möchtest lieber einen Lehrer der Chemie-Nachhilfe aus deiner Stadt im persönlichen und direkten Gespräch fragen? Dann vereinbare einen Termin in einer Nachhilfeschule in deiner Nähe.

  • Zum Wunschtermin
  • In deiner Stadt
  • Geprüfte Nachhilfelehrer

Gratis Probestunde vereinbaren

Selbst-Lernportal
Wissen vertiefen und selber üben

Du möchtest mehr Aufgaben? Zugriff auf alle Aufgaben erhältst du im Studienkreis Lernportal.

  • Über 250.000 Übungsaufgaben
  • 700 Lernvideos
  • Original-Abi-Klausuren
Jetzt kostenlos entdecken
Bewertungen

Unsere Kunden über den Studienkreis

anonymisiert, vom 2019-11-12
Die Beratung war ehrlich und sehr freundlich, es wurde auf die Bedürfnisse meiner Tochter eingegangen. Sie wurde in das Beratungsgespräch eingebunden. Sie fühlt sich in den Nachhilfestunden ernst genommen und sehr wohl. Sie geht gerne zur Nachhilfe.
Susanne S., vom 2019-10-29
Den Terminwünschen konnte entsprochen werden; kurzfristige Änderungen wurde entgegengekommen; die Leistung hat sich verbessert, das Selbstvertrauen ist gewachsen; wir sind sehr zufrieden
anonymisiert, vom 2019-10-18
Alles freundlich, kompetent und schülerorientiert
Noch Fragen?

Wir sind durchgehend für dich erreichbar

0800 111 12 20
(kostenlos und jederzeit)
N-tv Gütesiegel
TÜV-Gütesiegel
Die Welt Service-Champions
Online Lern-Bibliothek kostenlos testen!

Jetzt registrieren und direkt kostenlos weiterlernen!

Dein Gratis-Lernpaket:

  • Lern-Bibliothek: 1 Tag Gratis-Zugang
  • Hausaufgaben-Soforthilfe: 15 Gratis-Minuten
  • Nachhilfe-Probestunden gratis
Deine Daten werden von uns nur zur Bearbeitung deiner Anfrage gespeichert und verarbeitet. Weitere Informationen findest du hier: www.studienkreis.de/datenschutz/

Schon registriert? Hier einloggen

Deine Daten werden von uns nur zur Bearbeitung deiner Anfrage gespeichert und verarbeitet. Weitere Informationen findest du hier: www.studienkreis.de/datenschutz/
Online-Nachhilfe im Gratis-Paket kostenlos testen

Jetzt registrieren und kostenlose Probestunde anfordern.

Dein Gratis-Lernpaket:

  • Nachhilfe-Probestunden gratis
  • Hausaufgaben-Soforthilfe: 15 Gratis-Minuten
  • Lern-Bibliothek: 1 Tag Gratis-Zugang
Deine Daten werden von uns nur zur Bearbeitung deiner Anfrage gespeichert und verarbeitet. Weitere Informationen findest du hier: www.studienkreis.de/datenschutz/

Wir benötigen deine Telefonnummer zur Absprache von möglichen Unterrichtsterminen und um deinen konkreten Nachhilfebedarf zu ermitteln. Deine Daten werden nicht an Dritte weitergegeben.

Hier ein paar Beispiele für Fragen, die wir dir telefonisch stellen könnten:

  • "Bei welchem Thema gibt es besondere Schwierigkeiten?
  • "Wann hättest du generell Zeit für den Unterricht?"

Schon registriert? Hier einloggen

Deine Daten werden von uns nur zur Bearbeitung deiner Anfrage gespeichert und verarbeitet. Weitere Informationen findest du hier: www.studienkreis.de/datenschutz/
Hausaufgaben-Soforthilfe im Gratis-Paket kostenlos testen!

Jetzt registrieren und Lehrer sofort kostenlos im Chat fragen.

Dein Gratis-Lernpaket:

  • Hausaufgaben-Soforthilfe: 15 Gratis-Minuten
  • Nachhilfe-Probestunden gratis
  • Lern-Bibliothek: 1 Tag Gratis-Zugang
Deine Daten werden von uns nur zur Bearbeitung deiner Anfrage gespeichert und verarbeitet. Weitere Informationen findest du hier: www.studienkreis.de/datenschutz/

Schon registriert? Hier einloggen

Deine Daten werden von uns nur zur Bearbeitung deiner Anfrage gespeichert und verarbeitet. Weitere Informationen findest du hier: www.studienkreis.de/datenschutz/
Diese Website verwendet Cookies für Analysen, personalisierte Inhalte und interessenbezogene Anzeigen. Indem Sie diese Website weiter nutzen, erklären Sie sich mit dieser Verwendung einverstanden. Weitere Informationen
7999