Die Bedeutung des PSE

Was verbirgt sich hinter den Zahlen und der Struktur im Periodensystem der Elemente?

Atomaufbau Wie ist ein Atom grundsätzlich aufgebaut? Ein Atom besteht aus drei Bestandteilen: In der Atomhülle befinden sich die Elektronen mit einer Masse von 9,1 E-31kg und einer Ladung von -1,6 E-19 Coulomb. Im Atomkern befinden sich Neutronen und Protonen. Die Protonen haben eine Masse von 1,67 E-26 kg und eine Ladung von 1,6 E-19 C, d.h. die gleiche Ladung wie ein Elektron, allerdings im positiven Bereich. Die Neutronen sitzen vereinfacht gesagt zwischen den Protonen im Kern und sorgen dafür, dass diese sich nicht aufgrund ihrer Ladung so stark abstoßen können, dass der Kern auseinanderfällt. Sie haben annähernd die gleiche Masse wie die Protonen, sind aber neutral geladen, d.h. die in ihnen enthaltenen Ladungen heben sich insgesamt auf. Teilchen Masse Ladung Elektron 9,1 E-31 kg -1,6 E-19 C Proton 1,67 E-26 kg +1,6 E-19 C Neutron 1,67 E-26 kg 0 C

Ladungs- und Massenzahl Welche Bedeutung haben die zwei charakteristischen Zahlenangaben im PSE?? Im Periodensystem der Elemente gibt es zwei charakteristische Zahlen, die (Kern-)Ladungszahl und die Massenzahl. Die Ladungszahl gibt an, wie viele Elektronen sich in einem neutral geladenen Atom befinden. Gleichzeitig ist dies auch die Anzahl der Protonen im Kern, da das Atom ja neutral sein soll, d.h. keine positive oder negative Ladung tragen soll. Die Massenzahl gibt an, wie schwer ein Atom ist. Genauer gesagt gibt sie an, wie viele Protonen und Neutronen im Kern sind. Die Elektronen in der Hülle werden bewusst weggelassen, da sie viel leichter als die Kernteilchen sind. Die Massenzahl wird oft als nicht-ganze Zahl angegeben. Dies liegt daran, dass es verschiedene Isotope eines Elementes geben kann, d.h. Atome mit unterschiedlich vielen Neutronen. Die Massenzahl orientiert sich dann daran, wie oft ein Isotop in der Natur vorkommt und stellt einen Mittelwert dar.

Schalen und Gruppen Wie ist das PSE strukturiert? Das Periodensystem der Elemente ist als Tabelle mit Spalten (Hauptgruppen) und Zeilen (Schalen) aufgebaut. Die Zeile gibt an, wie viele Schalen die Elektronenhülle im Grundzustand hat. Steht ein Element in der dritten Zeile, so hat seine Elektronenhülle drei Schalen, in denen sich die Elektronen veteilen. In die erste Schale passen nur zwei Elektronen (daher enthält sie auch nur zwei Elemente), in die folgenden zwei Schalen passen jeweils 8 Elektronen, in die folgenden dann 18 usw. Die Spalte gibt an, wie viele Elektronen sich auf der äußersten Schale befinden. Diese Information ist für die Chemie von großer Bedeutung, da sie angibt, wie groß die Wertigkeit (Bindigkeit) eines Elementes ist. Für den Kern haben diese Angaben keine Bedeutung.

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