Das Periodensystem der Elemente
-------------------------------


.. |br| raw:: html

   <br />
   
.. |hr| raw:: html

    <hr style="height:4px;border-width:0;color:#8B3A3A;background-color:#8B3A3A"> 
    

Periodensystem der Elemente: :download:`Periodensystem <images/periodensystem_fosbos_online.pdf>`

Im Periodensystem sind die Elemente in steigender Protonenzahl ihrer Atome angeordnet. Die waagerechten Zeilen sind die *Perioden*. Die senkrechten Spalten sind die *Gruppen*.

|hr|

Elemente, bei denen die Elektronen in :math:`s`- und :math:`p`-Orbitale der äußeren Schale eingebaut werden, heißen *Hauptgruppenelemente*. Elemente, bei denen die Elektronen in :math:`d`-Orbitale der vorletzten Schale eingebaut werden, heißen *Nebengruppenelemente*. Die :math:`14` Elemente mit :math:`Z=57` bis :math:`Z=70` heißen *Lanthanoiden*. Die :math:`14` Elemente ab :math:`Z=89` heißen *Actinoiden*. Bei *Lanthanoiden* und *Actinoiden* wird das :math:`f`-Orbital aufgefüllt. Die Elektronenkonfiguration der Elemente bestimmt man mit Hilfe des Periodensystems.

.. _periodensystem:

.. figure:: images/periodensystem.jpg
  :align: center
  :width: 100%

  Periodensystem der Elemente

**Aufgabe 1**

Bestimmen Sie die Elektronenkonfiguration von Calcium, Iod, Terbium und Gold.

|hr|

Der *Atomradius* ist der halbe Abstand zweier Atomkerne eines Elements. Innerhalb der Periode nimmt der *Atomradius* von links nach rechts ab.

Begründung: Von links nach rechts nimmt die Kernladung zu und die Anzahl der Schalen bleibt gleich. Die gesamte Hülle wird dadurch näher an den Kern gezogen.

|hr|

Innerhalb einer Gruppe nimmt der *Atomradius* von oben nach unten zu.

Begründung: Mit jeder neuen Periode kommt eine neue Schale dazu und dies erfordert einen größeren Platzbedarf.

|hr|

**Aufgabe 2**

Ordnen Sie folgende Elemente vom größten zum kleinsten Atomradius. Verwenden Sie die Bezeichnungen der chemischen Elemente aus dem Periodensystem.

Barium, Beryllium, Blei, Cäsium, Iod, Kalium, Selen, Silizium, Stronzium, Tellur

|hr|

Die *Ionisierungsenergie* ist die Energie, die aufgewandt werden muss, um ein Elektron aus dem energiereichsten Orbital zu entfernen. Durch Entfernung von Elektronen entstehen positive Ionen.

|hr|

Innerhalb der Periode nimmt die *Ionisierungsenergie* von links nach rechts zu.

Begründung: Die Elektronen werden immer stärker vom Kern festgehalten und die Abtrennung wird dann erschwert. 

|hr|

Innerhalb einer Gruppe nimmt die *Ionisierungsenergie* von oben nach unten ab.

Begründung: Wegen des immer größer werdenden Atomradius nimmt die Anziehung der äußeren Elektronen ab.

|hr|

**Aufgabe 3**

Ordnen Sie folgende Elemente vom der größten zur kleinsten Ionisierungsenergie. Verwenden Sie die Bezeichnungen der chemischen Elemente aus dem Periodensystem.

Arsen, Bismut, Brom, Calcium, Chlor, Lithium, Natrium, Phosphor, Rubidium, Stickstoff

|hr|

Metalle haben eine geringe Ionisierungsenergie und die äußeren Schalen sind mit wenig Elektronen besetzt. In der Periode nimmt der *Metallcharakter* von links nach rechts ab. Innerhalb der Gruppe nimmt der *Metallcharakter* von oben nach unten zu. Die Gerade, die zwischen :math:`Be` und :math:`B` beginnt und zwischen :math:`Po` und :math:`At` endet, heißt *Metall-Nichtmetall-Trennlinie*.

.. _kurzperiodensystem:

.. figure:: images/kurzperiodensystem.jpg
  :align: center
  :width: 75%

  Metall-Nichtmetall-Trennlinie