Ermittlung der Elektronenstruktur

Hallo liebe Freundinnen und Freunde der Chemie. Schön, dass ihr mich auch im zehnten Teil meiner Reise durch das Periodensystem der Elemente begleitet. Während wir uns in den letzten Folgen über die Wertigkeit der Hauptgruppenelemente unterhalten haben, möchten wir heute etwas zur Elektronenstruktur der Elemente sagen. Das Miniperiodensystem haben wir schon vorliegen. Die Hauptgruppen sind mit römischen Zahlen eingezeichnet. Die Perioden zeichne ich mit schwarzen arabischen Zahlen ein, von oben nach unten, 1., 2. und 3. Periode. Ich möchte das Problem der Elektronenstruktur an einem Beispiel erläutern. Wir nehmen das chemische Element Phosphor aus der 3. Periode und der V. Hauptgruppe. Wir haben nun folgende Elektronenstruktur. Ich habe sie eingezeichnet und ihr seht, dass der innere Kreis die erste Schale bedeutet. Dort sind Elektronen um den Kern, den ich hier nicht zeichne, angeordnet. Es sind 1, 2 Elektronen. Wir können das so überprüfen, indem wir uns die 1. Periode angucken und Wasserstoff und Helium durchzählen. Wir kommen jetzt zur 2. Periode. Dort haben wir die Elemente Lithium, Beryllium, Bor, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Fluor und Neon. Jedes dieser Elemente bringt ein zusätzliches Elektron ein, dass wir hier bei unserem Phosphor zählen müssen. Das heißt, die 2. Periode bedeutet, dass wir die 2. Schale des Atoms des Phosphors auffüllen müssen. Es hat demzufolge dort 8 Elektronen. Wir kommen nun zur 3. Periode. Das heißt, die 2. Periode bedeutet, dass wir die 2. Schale des Atoms des Phosphors auffüllen müssen. Nämlich Natrium, Magnesium, Aluminium, Silizium und Phosphor. 3. Periode, das bedeutet, dass in unserer Elektronenstruktur in der 3. Schale 5 Elektronen zu finden sind. Somit haben wir die Elektronenstruktur eines Phosphoratoms gezeichnet. Ein Phosphoratom hat drei Schalen, auf denen sich Elektronen befinden. Auf der äußeren Schale besitzt das Phosphoratom 5 Elektronen. Es hat 5 Außenelektronen. Als nächstes Beispiel möchte ich ein Atom des chemischen Elements Bor wählen. Bor befindet sich in der III. Hauptgruppe und der 2. Periode des Periodensystems der Elemente. Ich zeichne zunächst wieder drei Schalen vor, genau wie im Fall des Phosphoratoms und schaue mir nun die 1. Periode an. Dort sind zwei Elektronen möglich. Damit ist das Boratom in der 1. Schale, der Kern nächsten Schale, mit zwei Elektronen besetzt. Kommen wir zur 2. Schale. Dort haben wir bis zum Bor die Elemente Lithium, Beryllium und Bor. Damit besitzt das Boratom auf der 2. Schale 3 Elektronen. Die 3 Elektronen auf der 2. Schale schließen auch die Elektronenstruktur des Boratoms ab. Die 3. Schale bräuchte ich gar nicht mehr zeichnen. Ich nehme sie deswegen ganz einfach weg. Schauen wir uns nun die Zahl der Perioden für das Boratom und das Phosphoratom an. Gleichzeitig wollen wir die Zahl der mit Elektronen besetzten Schalen betrachten. Das Boratom befindet sich in der 2. Periode, es überstreicht 2 Perioden. Das Phosphoratom befindet sich in der 3. Periode, es überstreicht 3 Perioden. Die Zahl der Perioden ist somit gleich der Zahl der besetzten Schalen. Eine besondere Bedeutung in der Chemie spielt die Zahl der auf der äußeren Schale eines Atoms befindlichen Elektronen, der sogenannten Außenelektronen. Die Zahl der Außenelektronen im Atom des Bors beträgt 3. Die Nummer der Hauptgruppe, in der sich Bor im Periodensystem der Elemente befindet, ist ebenfalls 3. Betrachten wir nun das Phosphoratom. Die Zahl auf der äußeren Schale befindlichen Elektronen, die Zahl der Außenelektronen, beträgt im Phosphoratom 5. Und wieder ist es so, wie im Fall des Bors. Phosphor, das chem. Element Phosphor, befindet sich in der V. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente. Somit haben wir zwei wichtige Gesetzmäßigkeiten gefunden. 1. Die Zahl der Perioden ist gleich der Zahl der besetzten Schalen im Atom eines chemischen Elementes. 2. Die Zahl der Außenelektronen in einem Atom ist gleich der Nummer der Hauptgruppe dieses chemischen Elementes. So, das war es auch wieder. Euch lieben Freundinnen und Freunden der Chemie wünsche ich alles Gute und viel Erfolg. Tschüss.