Im Periodensystem der Elemente (PSE) unterscheiden sich 7 Perioden und 8 Hauptgruppen. Die Perioden sind die waagrechten Reihen, wobei jede Periode mit einem Alkalimetall beginnt und mit einem Edelgas endet. Die Hauptgruppen sind die senkrechten Spalten. Im PSE stehen verwandte Elemente untereinander und bilden eine Elementgruppe. Zu den wichtigen Elementgruppen gehören Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Halogene und Edelgase. Die Elemente im PSE sind nach steigender Atommasse und chemischer Verwandtschaft/Ähnlichkeit angeordnet. Die Reihenfolge wird durch die Ordnungszahl festgelegt. Im PSE stehen die Metalle links und die Nichtmetalle rechts. Diese Anordnung geht auf Dmitri Mendelejew und Lothar Meyer (1869) zurück.
Chemie
Bauteile der Atome: "Elementarteilchen"
Alle Stoffe enthalten positive und negative Ladungen, die von einem Gegenstand auf einen anderen übertragen werden können. Im PSE wird jedes Element durch die Ordnungszahl (OZ) und seine Stellung in einer bestimmten Periode (P) und Hauptgruppe bzw. Nebengruppe (HGr/NGr) gekennzeichnet. Nur die negative Ladung ist beweglich. Ein Elektronenüberschuss führt zu einer negativen Aufladung des Gegenstandes, während ein Elektronenmangel zu einer positiven Aufladung führt. Gleichnamig aufgeladene Gegenstände stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an. Im Atom sind die negativen Ladungsträger Elektronen und die positiv geladenen Protonen. In den meisten Atomkernen gibt es außerdem Neutronen, die jedoch keine Ladung besitzen.
Kern-Hülle-Modell
Das Kern-Hülle-Atommodell besagt, dass ein Atom aus einem Kern und einer Hülle besteht. Der Atomkern enthält mehr als 99,9% der Masse des Atoms und ist etwa 10.000 mal kleiner als das Atom. Die positive Ladung des Atomkerns wird durch Protonen verursacht. Atome desselben Elements enthalten dieselbe Anzahl an Protonen. Außerdem wurden Neutronen im Atomkern nachgewiesen. Die Atomhülle ist der Aufenthaltsraum für nahezu massenlose Elektronen. An chemischen Reaktionen ist nur die Atomhülle beteiligt, während sich am Atomkern nichts ändert.
Die Atome als Ganzes sind elektrisch neutral, wobei die Protonenzahl gleich der Elektronenzahl und der Ordnungszahl ist. Die Atommasse ergibt sich aus der Protonenzahl plus der Neutronenzahl (Nukleonenzahl). Die Schreibweise für den Atombau wird anhand von Beispielen erklärt.
Schalenmodell der Atomhülle
Das Schalenmodell der Atomhülle (nach Bohr 1913) besagt, dass die Schalen von innen nach außen mit den Buchstaben K, L, M,… beschriftet werden. Jede Schale kann nur eine begrenzte Anzahl an Elektronen aufnehmen, die sich nach einer bestimmten Formel richtet. Bei der Elektronenverteilung ist es wichtig, die Maximalwerte nicht zu überschreiten.
Energieniveauschemen
Das Energieniveauschema von Natrium und Bor wird näher erläutert, wobei die Anzahl der Elektronen und deren Verteilung auf den Energieniveauschemen dargestellt werden.
Isotope
Isotope sind Atome desselben Elements, die sich nur in ihrer Neutronenzahl und damit der Atommasse unterscheiden, jedoch das gleiche chemische Verhalten aufweisen. Die Protonenzahl und die Neutronenzahl werden erläutert und anhand eines Beispiels verdeutlicht.
Die Elektronen und Protonen sowie die Schalen der Atomhülle werden näher erläutert, wobei die Nummer der Schale, die maximale Anzahl an Elektronen und die Energieniveauschema von Natrium und Bor dargestellt werden. Außerdem wird auf die Außenelektronen und ihre Bedeutung für das chemische Verhalten eingegangen.
