Lernleiter zum Atombau - Schulentwicklung NRW · 2020. 10. 23. · ihr zu experimentieren. Einer dieser Wissenschaftler war Ernest Rutherford. Er hatte sich einen Versuchsaufbau überlegt,

van Vorst H amp Sumfleth E (Hrsg) (2020) Von Sprosse zu Sprosse Muumlnster Waxmann

Lernleiter zum Atombau

van Vorst H amp Sumfleth E (Hrsg) (2020) Von Sprosse zu Sprosse Muumlnster Waxmannvan Vorst H amp Sumfleth E (Hrsg) (2020) Von Sprosse zu Sprosse Muumlnster Waxmann

Klicke auf das entsprechende Symbol der Lernleiter um direkt

zum gewuumlnschten Teil der Lernleiter zu gelangen

Um die Einfuumlhrung in das Lernleiter-Konzept zu

bearbeiten klicke weiter

Liebe Schuumllerinnen und Schuumller

in den naumlchsten Wochen werdet ihr das Thema bdquoAtombauldquo im Chemieunterricht behandelnund mithilfe der Lernleiter erarbeiten Die folgende Uumlbersicht soll euch beim Unterricht mitder Lernleiter helfen und das Wichtigste aus dem Lernleiter-Video noch einmalzusammenfassen

Warum Unterricht mit der Lernleiter

bull Die Lernleiter hilft beim Lernen indem sie neue Lerninhalte uumlbersichtlicher gestaltet

bull Die Lernleiter haumllt Aufgaben bereit die an eure eigenen Faumlhigkeiten angepasst sind

bull Dadurch kann die Lernleiter euch helfen eventuelle Luumlcken zu schlieszligen Solltet ihr auf Anhieb alles verstandenhaben bearbeitet ihr Aufgaben die neue Ideen und Aspekte enthalten So ist immer fuumlr jeden von euch einepassende Aufgabe dabei

Wie ist die Lernleiter aufgebaut

Die Lernleiter besteht aus drei Sprossen

Ihr werdet euren Weg durch die Lernleiter bei STARTbeginnen und sie dann von unten nach obendurchlaufen bis ihr am ZIEL seid

Wie ist eine Lernleitersprosse aufgebaut

1 bdquoAneignungldquo Gemeinsam mit eurer Lerngruppe werdet ihr neue Begriffe Konzepte Arbeitsweisen und vieles mehrkennenlernen und euer Wissen erweitern

2 bdquoBasisuumlbungldquo In der Basisuumlbung werdet ihr euer neu erworbenes Wissen in Uumlbungsaufgaben anwenden Dabei solltihr feststellen was ihr bisher schon verstanden habt und was euch eventuell noch unklar ist

3 bdquoSelbsteinschaumltzungldquo Ihr schaumltzt selbst ein welche Inhalte ihr schon gut verstanden habt und was ihr besser nocheinmal uumlben solltet Euch wird ein Arbeitsblatt zugeordnet das ihr in der bdquoIndividuellen Uumlbungldquo bearbeitet4 bdquoIndividuelle Uumlbungldquo Hier koumlnnt ihr das bearbeiten was ihr bisher noch nicht ganz verstanden habt und Luumlckenschlieszligen Solltet ihr bereits alles verstanden haben erhaltet ihr eine weiterfuumlhrende Aufgabe

5 bdquoEvaluationldquo Als Abschluss jeder Leitersprosse erhaltet ihr noch einen Fragebogen mit dem ihr euer Wissen testenkoumlnnt Zu jeder Frage gibt es vier Antwortmoumlglichkeiten und ihr sollt das ankreuzen was eurer Meinung nach dierichtige Antwort ist

ElementarteilchenAtomsymbole

Protonen Neutronen Massenzahl Kernladungszahl Ordnungszahl Isotope

1 Aneignung

Wie ist ein Lernleiter-Feld aufgebaut

Name des Bausteins

Thema das in dieser Lernleitersprosse erarbeitet wird Arbeitsweise in der die

Aufgabe bearbeitet werden soll

Begriffe die in dieser Lernleitersprosse erarbeitet werden

Welches Bild steht fuumlr welche Arbeitsweise

Partnerarbeit Gruppenarbeit Einzelarbeit

PartnerarbeitModell entwickeln bauen

Lehrer-Schuumller Gespraumlch EvaluationMeta-Strategien

Wie kannst du dich selbst uumlberpruumlfen

Klicke auf dieses Symbol um zur Loumlsung zu gelangen

Klicke auf dieses Symbol um zu deiner Antwort zuruumlck zu gelangen und sie ggf zu verbessern

Wie funktioniert der Selbsteinschaumltzungsbogen

Hier stehen die Faumlhigkeitendie du in dieser Lern-leitersprosse erlernen sollst

Hier kreuzt du an wie sicherdu dir bei einer bestimmtenFaumlhigkeit bist

Die erste Zeile in der du bdquoDa bin ich mir unsicherldquooder bdquoDas kann ich nichtldquo angekreuzt hast verraumltdir welches Arbeitsblatt du bearbeiten sollst

Um zu sehen welches Arbeitsblatt du bearbeitensollst guckst du in die letzte Spalte Die Nummerund das Symbol sind auch ganz oben auf demArbeitsblatt zu sehen

Wenn du Material benoumltigst ist auch diesesgekennzeichnet So weiszligt du immer welchesMaterial zu welchem Arbeitsblatt gehoumlrt

Viel Spaszlig mit der Lernleiter

Klicke auf das Feld um direkt zum Arbeitsblatt zugelangen

1 Aneignung Der Atombau

Der RutherfordlsquoscheStreuversuch

Arbeitsabschnitt 1

Die Radioaktivitaumlt wurde 1896 von Antoine Henri Becquerel entdeckt Ab dieser Zeit begannen zahlreiche Forscher mitihr zu experimentieren Einer dieser Wissenschaftler war Ernest Rutherford

Er hatte sich einen Versuchsaufbau uumlberlegt mit dessen Hilfe er Goldfolie die aus nur 1000 Schichten vonGoldatomen bestand mit α-Teilchen beschieszligen konnte α-Teilchen sind eine Form der radioaktiven Strahlung

In seinem so genannten Streuversuch nutzte Rutherford das radioaktive Element Radium als Strahlungsquelle das ermit seinem Bleiblock umschloss Durch eine kleine Oumlffnung konnten die α-Teilchen austreten und gezielt auf dieGoldfolie gerichtet werden Um den Verlauf der radioaktiven Strahlen nachzuverfolgen stellte er rund um dieGoldfolie einen Fotoschirm auf Trafen die α-Teilchen auf den Fotoschirm hinterlieszligen sie eine schwarze Verfaumlrbung

Abbildung 1 Aufbau des Rutherfordrsquoschen Streuversuchs

Aufgabe 1

Abbildung 1 zeigt den Aufbau des Versuchs von Ernest Rutherford Beschriftet zunaumlchst die Abbildung mit Hilfe der Informationen im Einleitungstext

Aufgabe 2 Abbildung 2 zeigt vier moumlgliche Versuchsergebnisse Welches der Ergebnisse haltet ihr fuumlr wahrscheinlich Begruumlndet eure Vermutung

Abbildung 2 Moumlgliche Versuchsergebnisse des Rutherfordrsquoschen Streuversuchs(angelehnt an W Asselborn M Jaumlckel amp K T Risch [Hrsg] (2010) Chemie heuteKontextorientierte Lehrermaterialien Teil 2 Sek I Braunschweig Schroedel)

Aufgabe 3

Startet die Animation zur Versuchsdurchfuumlhrung

a) Schaut euch zunaumlchst den Ablauf des Versuchs an (in der Animation unten rechts 1 Versuch) Mit Hilfe der Felder unten links koumlnnt ihr verschiedene Ansichten waumlhlen

b) Notiert eure Beobachtungen Nutzt dazu folgende Begriffe ablenken Bleiblock Filmstreifen Goldfolie reflektieren durchdringen α-Strahlen

__________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________14

Aufgabe 4 a) Lest euch den nachfolgenden Eintrag von Rutherford in sein Labortagebuch durch

b) Schaut euch nun den zweiten Teil der Animation an (unten rechts 2 Erklaumlrung am Atommodell)

Rutherfords Eintrag in sein LabortagebuchErstaunlich Eigentlich haumltte ich erwartet dass ein Groszligteil der α-Teilchen zuruumlckgeworfen wird Der Fotoschirm hinter der Goldfolie haumltte weiszlig bleiben muumlssen nur vor der Goldfolie haumltten schwarze Verfaumlrbungen zu sehen sein muumlssen Aber stattdessen ist fast der gesamte Bereich hinter der Goldfolie schwarz gefaumlrbt vorn ist allerdings kaum etwas zu sehen Fast alle α-Teilchen konnten die Goldfolie ungehindert passieren Wie muss also das Atom aussehenIch stelle mir das Atom als ein Kern-Huumllle-Modell vor Ein Groszligteil des Atoms muss aus leerem Raum bestehen Diesen Bereich nenne ich Atomhuumllle Aber es muss auch einen kleinen Bereich geben in dem sich etwas befindet Diesen Bereich nenne ich Atomkern Der Atomkern muss positiv geladen sein da er die ebenfalls positiv geladenen α-Teilchen abgestoszligen hat In der Atomhuumllle muss es negativ geladene Teilchen geben denn das Atom ist insgesamt neutral Ich nenne die Teilchen in der Atomhuumllle Elektronen Die Elektronen muumlssen aber winzig klein sein und fast kein Gewicht also fast keine Masse haben

c) Vergleicht die Vorstellung vom Atom nach Dalton (Teilchenmodell) mit Rutherfords Uumlberlegungen zum Aufbau der Atome (Kern-Huumllle-Modell) indem ihr folgende Tabelle ausfuumlllt

Daltons Teilchenmodell Rutherfords Kern-Huumllle-Modell

Darstellung des Atoms

Beschreibung des Atoms

Zu erwartendes Versuchsergebnis im Streuversuch

Hinweis Versucht euch vorzustellen wie das Versuchsergebnis in Rutherfords Streuversuch aussehen muumlsste wenn die Goldfolie aus Atomen aufgebaut waumlre die dem Teilchenmodell nach Dalton entspraumlchen

Der AtomkernArbeitsabschnitt 2

Rutherfords Erkenntnisse zum Atomaufbau loumlsten einen wahren Forschungsboom aus der zu einembesseren Verstaumlndnis uumlber die Bestandteile eines Atoms fuumlhrte

Nach Rutherfords Modellvorstellung besteht ein Atom aus einem positiv geladenen Atomkern derzwar 999 der Masse des Atoms enthaumllt aber ca 60000-mal kleiner als das gesamte Atom ist Umden Atomkern befindet sich die negativ geladene Atomhuumllle die fast masselos ist

Aber aus welchen Bestandteilen bestehen nun der Atomkern und die Atomhuumllle genau Um dieseFrage zu beantworten versuchen wir uns zunaumlchst mithilfe eines Modellversuchs vorzustellen wieder Atomkern aufgebaut sein koumlnnte

van Vorst H amp Sumfleth E (Hrsg) (2020) Von Sprosse zu Sprosse Muumlnster Waxmann 19

Anleitung Um eine Vorstellung zum Aufbau des Atomkerns zu entwickeln benutzen wir zwei Magnete Haltet zwei identische Pole der Magnete aneinander und beobachtet was passiertVersucht nun die Magnete moumlglichst eng zusammen zu bringen ohne dass sie durch etwas oder jemanden festgehalten werden Hierfuumlr duumlrft ihr weitere Hilfsmittel benutze

Anleitung Um eine Vorstellung zum Aufbau des Atomkerns zu entwickeln benutzen wir zwei Magnete Haltet zwei identische Pole der Magnete aneinander und beobachtet was passiert Versucht nun die Magnete moumlglichst eng zusammen zu bringen ohne dass sie durch etwas oder jemanden festgehalten werden Hierfuumlr duumlrft ihr weitere Hilfsmittel benutzen

Aufgabe 1 a) Beschreibt wie ihr bei dem Modellversuch vorgegangen seid Welche(s) Hilfsmittel habt ihr benutzt

____________________________________________________________________________________________

b) Notiert eure Beobachtungen

____________________________________________________________________________________________

c) Beschreibt welche Funktion euer Hilfsmittel in dem Modellversuch hat

____________________________________________________________________________________________

Aufgabe 2

Uumlberlegt nun als Schlussfolgerung aus dem Versuch wie ein Atomkern aufgebaut sein koumlnnte

____________________________________________________________________________________________

Der Aufbau des AtomkernsArbeitsabschnitt 3

Rutherford konnte mithilfe seiner Experimente zeigen dass Atome keine unteilbaren Teilchen sind sondern aus weiteren Teilchen bestehen Er hat seine Erkenntnisse in der Kern-Huumllle-Theorie zusammengefasst

Der AtomkernMan geht davon aus dass sich im Atomkern kleine positiv geladene Teilchen die Protonen befinden Die Atome unterschiedlicher Elemente im Periodensystem haben eine unterschiedliche Anzahl an Protonen im Atomkern Dabei ist Wasserstoff mit nur einem Proton im Kern das kleinste und einfachste Element Helium hat zwei Protonen in seinem Atomkern

Die Anzahl an Protonen im Atomkern eines Elements wird als Kernladungszahl bezeichnet Im Periodensystem sind die Elemente nach steigender Anzahl ihrer Protonen im Atomkern sortiert Somit entspricht die Kernladungszahl eines Elements seiner Ordnungszahl im Periodensystem Aber wie kommt es nun dass sich die positiv geladenen Protonen im Atomkern nicht gegenseitig abstoszligen Zusaumltzlich zu den Protonen befinden sich auch Neutronen im Atomkern Sie sind neutral haben selbst also keine Ladung und lagern sich zwischen die Protonen an So sorgen Neutronen dafuumlr dass sich die Protonen trotz gleicher Ladung nicht abstoszligen Die Nukleonenzahl gibt die Anzahl von Protonen und Neutronen in einem Atom an

Die Masse eines AtomsDer Atomkern ist etwa 60000-mal kleiner als das Atom selbst Das entspricht ungefaumlhr der Groumlszligeeines Stecknadelkopfs in einem Heiszligluftballon Trotzdem bildet der Atomkern fast das gesamteGewicht eines Atoms Man sagt Er traumlgt fast die gesamte Masse Man geht heute davon aus dassProtonen und Neutronen ungefaumlhr gleich schwer sind Sie wiegen etwa000000000000000000000000166 g Da dies aber eine ziemlich kleine Zahl ist mit der man nurschlecht rechnen kann hat man fuumlr die Masse eines Atoms die Einheit u eingefuumlhrt Dabeientspricht 1 u der Masse eines Protons oder eines Neutrons

Damit setzt sich die gesamte Masse eines Atoms aus der Masse der Protonen und Neutronen imAtomkern zusammen Der Atomkern eines Chloratoms besteht z B aus 17 Protonen und 18Neutronen Deshalb hat Chlor eine Masse von 35 u Im Periodensystem wird die Masse eines Atomsdurch die Massenzahl angegeben

Schaut man jedoch genau im Periodensystem der Elemente nach betraumlgt die Masse einesChloratoms nicht genau 35 u sondern ist dort mit 3548 u angegeben Da jeder Kernbaustein aberdie Masse 1 u hat sollten Atome doch eigentlich ganzzahlige Atommassen besitzen denn es gibtkeine halben Kernbausteine Ursache dafuumlr ist dass sich die Atome des gleichen Elements in ihrerNeutronenzahl unterscheiden koumlnnen So besteht Chlor zu 242 aus Atomen mit 20 Neutronen(1737119862119862119862119862) und zu 758 aus Atomen mit 18 Neutronen (1735119862119862119862119862) Im Periodensystem wird nur diedurchschnittliche Masse der Chloratome (3548 u) angegebenAtome des gleichen Elements die sich nur in der Anzahl der Neutronen unterscheiden werdenIsotope genannt (gr iso gleich gr topos Ort) da sie an gleicher Stelle im Periodensystem stehen

Isotope Atome mit gleicher Protonenzahl aber unterschiedlicher Neutronenzahl

Um die durchschnittliche Atommasse des Chlor-Atoms von 3548 u zu bestimmen setzt man dieprozentualen Anteile der Isotope zueinander in Beziehung

0242 ∙ 37 u + 0758 ∙ 35 u = 35484 u

Aufgabe 1

Beschreibe aus welchen Bausteinen sich der Atomkern zusammensetzt Gib die Ladung und die Masse der Bausteine an Erklaumlre warum der Atomkern aus verschiedenen Bausteinen besteht

_______________________________________________________________________________________________

Aufgabe 2 Vergleiche deine Uumlberlegungen zum Aufbau des Atomkerns aus dem Modellversuch (AB 2) mit den Informationen im Text a) Uumlberlege dir wofuumlr die Magnete im Modellversuch standen und was die Hilfsmittel verdeutlichen sollten

____________________________________________________________________________________________

b) Welche Ordnungszahl haumltte das Atom aus dem Modellversuch

____________________________________________________________________________________________

c) Welche Masse haumltte der Atomkern aus dem Modellversuch

____________________________________________________________________________________________

Aufgabe 3

Kreuze alle richtigen Aussagen an

Zwei unterschiedliche Isotope eines Elements unterscheiden sich in der Anzahl der Neutronen

Zwei unterschiedliche Isotope eines Elements unterscheiden sich in der Anzahl der Protonen

Zwei unterschiedliche Isotope eines Elements haben die gleiche Massenzahl

Zwei unterschiedliche Isotope eines Elements haben die gleiche Ordnungszahl

Zwei unterschiedliche Isotope eines Elements enthalten gleich viele Neutronen wie Protonen

1 Basisuumlbung Der Atombau

Der Atomkern

Arbeitsabschnitt 4

Aufgabe 1 Setze die folgenden Begriffe an der richtigen Stelle im Text ein

____________________ beschreibt in seinem ____________________ den Aufbau eines Atoms Demnachbesteht ein Atom aus einer negativ geladenen ____________________ und einem ____________________geladenen ____________________ Dieser ist zusammengesetzt aus ungeladenen ____________________ und____________________ geladenen ____________________ Sie bilden zusammen fast die gesamte Masse einesAtoms Dabei wiegen sowohl ein ________________________ als auch ein ____________________ jeweils 1 uDie Atomhuumllle ist dagegen fast ____________________Im Periodensystem der Elemente gibt die ____________________ an wie schwer ein Atom ist Zusaumltzlich kannman anhand der ____________________ ablesen wie viele ____________________ sich im Kern befinden Sieentspricht gleichzeitig auch der ____________________ die Auskunft uumlber die Anzahl der positiven Ladungen imKern gibtAtomkerne eines Elements haben immer die gleiche Anzahl an ____________________ Sie koumlnnen sich aber inder Anzahl der ____________________ unterscheiden Solche Atome eines Elements nennt man____________________

Aufgabe 2

In der Aneignungsphase habt ihr einen Modellversuch zum Aufbau eines Atomkerns mithilfe zweier Magnetendurchgefuumlhrt Erklaumlre welche Eigenschaften des Atomkerns man mithilfe des Modellversuchs zeigen konnte

_______________________________________________________________________________________________

Aufgabe 3 Ergaumlnze die freien Felder der Tabelle

Name der Atomsorte Masse des Atoms [in u] (Massenzahl)

Anzahl der Protonen(Ordnungszahl)

Anzahl der Neutronen

Kalium 39 19

Aluminium 13 14

Phosphor 31 15

Selen 79 45

Sauerstoff 8 8

Ytterbium 173 103

Stickstoff 14 7

Gold 197 79

Aufgabe 4

Auch Wasserstoff-Atome koumlnnen sich in ihrer Masse unterscheidenNeben Wasserstoff-Atomen 1

1119867119867 die nur ein Proton enthalten gibt es auch zwei Isotope die sogar besondere Namenerhalten haben 12119867119867 wird Deuterium und 1

3119867119867 Tritium genannt

Fertige eine Skizze der Atomkerne dieser Isotope 11119867119867 12119867119867 und 1

3119867119867 an

Aufgabe 5

Gib die Anzahl der Protonen und Neutronen fuumlr die in der Tabelle aufgefuumlhrten Isotope an Berechne aus derenHaumlufigkeit die durchschnittlichen Massenzahlen fuumlr die jeweiligen Isotopengemische Vergleiche die berechnetenWerte mit den Angaben im Periodensystem

Isotopen-Gemisch

Protonen Neutronen Masse der Isotope

Haumlufigkeit der Isotope

Massenzahl des Gemisches

Berechnet Perioden-system

Lithium 6 6 u 6

Lithium 7 7 u 94

Magnesium 24 24 u 79

1 Selbsteinschaumltzung Der Atombau

Selbsteinschaumltzungsbogen

Arbeitsabschnitt 5

Nun sollst du dein erworbenes Wissen uumlber den Aufbau eines Atomkerns einschaumltzen

Bearbeite im Anschluss diejenige Aufgabe die zu der Faumlhigkeit in der Tabelle gehoumlrt bei der du zuerst bdquoDabin ich mir unsicherldquo oder bdquoDas kann ich noch nichtldquo angekreuzt hast

Meine Faumlhigkeiten Das kann ich Da bin ich fast sicher

Da bin ich mir unsicher

Das kann ich noch nicht Uumlbungsaufgaben

Ich kann die Bestandteile eines Atomkerns benennen

Ich kann den Unterschied zwischen derMassenzahl und der Ordnungszahleines Elements beschreiben

Ich kann beschreiben wie sich zweiIsotope eines Elements unterscheiden

Ich kann den Aufbau des Atomkerns eines Elements beschreiben wenn ich seine Ordnungszahl und Massenzahl kenne

Ich kann die Anordnung von Protonen und Neutronen im Atomkern erklaumlren

Ich kann die durchschnittlicheMassenzahl eines Atoms anhand der prozentualen Anteile seiner Isotope berechnen

Wenn du bei den oberen Aussagen immer bdquoDas kann ichldquo angekreuzt hast dann bearbeite bitte folgende Aufgabe

1A individuelle Uumlbung Der Atombau

Das Spiel zum Atomkern

Arbeitsblatt 6

Spielanleitung

1 Finde dich mit einer Mitschuumllerin oder einem Mitschuumller zusammen dieder ebenfalls diese Aufgabe bearbeitet

2 Holt euch die Spielkarten mischt diese gut durch und verteilt sie gleichmaumlszligig an jede Schuumllerinjeden Schuumller

3 Jede Karte enthaumllt auf der Vorderseite eine Frage und auf der Ruumlckseite eine Antwort zu einer anderen Frage Eine Schuumllerinein Schuumller beginnt und liest ihreseine Frage vor Beide suchen dann in ihren Karten nach der passenden Antwort

4 Hat eine Schuumllerinein Schuumller die Antwort gefunden liest sieer vor Nun wird diese Karte umgedreht und die naumlchste Frage auf ihrer Ruumlckseite vorgelesen

5 Wenn ihr das Spiel beendet habt bearbeitet die nachfolgenden Aufgaben

Hinweis Ihr koumlnnt als Hilfestellung den Text bdquoDer Aufbau des Atomkernsldquo nutzen

Aufgabe 1 Setze dir das Ziel einen kurzen Lexikoneintrag zu folgenden Begriffen zu schreiben

Proton

Neutron

Ordnungszahl

Massenzahl

Kernladungszahl

Isotope

Aufgabe 2 Beschreibe den Aufbau eines Atomkerns

Nutze dazu die Begriffe und Definitionen aus Aufgabe 1

Uumlberpruumlfe ob du den Inhalt richtig verstanden hast indem du dein Ergebnis mit den Begriffen

und Definitionen aus Aufgabe 1 und dem Text bdquoDer Aufbau des Atomkernsldquo abgleichst Denke nach

der Uumlberpruumlfung an

___________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

1B individuelle Uumlbung Der Atombau

Wortraumltsel zum Atombau

Arbeitsabschnitt 7

Spielanleitung1 Finde dich mit einer Mitschuumllerin oder einem Mitschuumller zusammen dieder ebenfalls diese Aufgabe bearbeitet

2 Holt euch die Spielkarten mischt diese gut durch und verteilt sie gleichmaumlszligig mit der beschrifteten Seite nachunten liegend an jede Schuumllerinjeden Schuumller

3 Auf der Karte befindet sich ein Oberbegriff den die Mitspielerinder Mitspieler erraten soll Derjenige der denOberbegriff beschreibt muss alle darunter stehenden Begriffe bei der Beschreibung verpflichtend verwenden

4 Wichtig bei der Beschreibung ist dass der Ratende wartet bis der andere seine Beschreibung abgeschlossen undalle Begriffe verwendet hat Erst dann sollte der Oberbegriff genannt werden Es geht hierbei also nicht umSchnelligkeit

5 Hat der Ratende den Oberbegriff richtig genannt bekommt dieser die Spielkarte und kann sie auf den Stapel dergewonnenen Karten legen Wird der Oberbegriff nicht richtig erraten wird die Karte auf einen separaten Stapelmit allen anderen nicht erratenen Karten gelegt

Bevor ihr mit dem Spiel beginnt denkt daran euch ein Ziel zu setzen Ein moumlgliches Ziel waumlre z B bdquoIch kann den Aufbau des Atomkerns vollstaumlndig beschreibenldquo

Aufgabe 1

Schaut euch zunaumlchst den Stapel mit den nicht erratenen Oberbegriffen an Formuliert nun zusammen eine Beschreibung des Oberbegriffs mithilfe der darunter stehenden Woumlrter

(Hinweis Ihr koumlnnt als Hilfestellung den Text bdquoDer Aufbau des Atomkernsldquo nutzen)

____________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Aufgabe 2Beschreibt nun den vollstaumlndigen Aufbau eines Atomkerns in einem Text indem ihr alle Oberbegriffe des Spiels nutzt

______________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Element Isotope (Anteil in ) Ergebnis

Sauerstoff 816O (998 ) 8

18O (02 )

Silicium 1428Si (922 ) 14

29Si (47 ) 1430Si ( 31 )

Schwefel 1632S (950 ) 16

33S (08 ) 1634S (42 )

Aufgabe 3 In der Tabelle befindet sich die Isotopenverteilung verschiedener Elemente Berechnet die durchschnittlicheAtommasse

Uumlberpruumlft nun ob ihr eure Ziele erreichen konntetHabt ihr alles richtig gemachtKlickt dazu auf die Gluumlhbirne auf den jeweiligen Seiten um zur Loumlsung zu gelangenFalls ihr noch Fehler findet dann reagiert und verbessert sie in euren Unterlagen

1C individuelle Uumlbung Der Atombau

Die geheimnisvolle Black-Box

Arbeitsabschnitt 8

Wie arbeite ich mit der Box

Nachfolgend findest du einige Infokarten Aufgabenkarten und Strukturierungskarten zu der geheimnisvollenBox

Mit den Infokarten kannst du zusaumltzliche Informationen erfahren die dir beim Loumlsen der Aufgaben helfen

Den Aufgabenkarten kannst du die Aufgaben entnehmen die du bearbeiten sollst und ob du sie allein oder mitdeiner Partnerindeinem Partner bearbeitest Wichtig ist dass du die Aufgabenkarten so abarbeitest wie hieraufgefuumlhrt sind und dass du dich genau an die Vorgaben haumlltst

Die Strukturierungskarten sollen dir helfen dein Vorgehen zu planen

Deine Uumlberlegungen kannst du direkt auf den Folien dokumentieren

Viel Spaszlig

Die geheimnisvolle Box

Max und Finja bekamen den Auftrag mit ihrem Hund Woumllfchen spazieren zu gehen Lust hatten die beiden natuumlrlichkeine Max wollte viel lieber das Buch bdquoDie Schatzinselldquo zu Ende lesen Als die beiden so durch den Wald liefen rissWoumllfchen ploumltzlich aus und lief durch das dichte Unterholz bdquoEr hat bestimmt ein Kaninchen gewittertldquo bdquoSchnellhinterherldquo rief Finja Schnell holten sie Woumllfchen ein der bereits ein tiefes Loch gegraben hatte in dem etwasDunkles Eckiges zum Vorschein kam bdquoSieh mal eine Kisteldquo rief Max Die beiden halfen Woumllfchen dabei die Kistefreizulegen bdquoVielleicht ist ein Schatz darinldquo dachte Max Als sie die Kiste vom Dreck befreit hatten suchten sie nacheinem Riegel oder Schloss um die Kiste zu oumlffnen Aber sie fanden nichts Die Kiste hatte auch keinen Deckel den manhaumltte oumlffnen koumlnnen Lediglich an der Seite war ein Loch Max versuchte hineinzusehen aber auszliger Dunkelheit warnichts zu erkennen Aber es war auf jeden Fall etwas drin da waren sie sich sicher Sie nahmen die Kiste mit um spaumltermit ihren Freunden die geheimnisvolle Kiste zu erkunden

Aufgabenkarte 1(Hier arbeitest du allein)

Hilf Max und Finja dabei herauszufinden was in der Box ist Untersuche dazu die Kiste ohne sie zu oumlffnen Du darfstdafuumlr verschiedene Hilfsmittel verwenden die Kiste drehen oder auch schuumltteln Aber Die Kiste darf niemals geoumlffnetwerden

bull Notiere dein Vorgehen deine Beobachtungen und deine Schlussfolgerungen moumlglichst detailliertbull Stelle eine Hypothese zum inneren Aufbau der Box auf indem du eine Skizze dazu anfertigstbull Die nachfolgende Strukturierungskarte hilft dir vielleicht bei der Untersuchung

Hier ist Platz fuumlr deine Ideen Notizen und Zeichnungen

Strukturierungskarte

Uumlberlege dir welche Materialien gut geeignet sind um das Innere der Box zu erkunden

Uumlberlege dir wie du beim Erkunden vorgehst

Uumlberlege dir aufgrund deiner gemachten Beobachtungen wie das Innere der Box aussehen koumlnnte

Bitte nicht weiterblaumlttern bevor du alle Aufgaben bearbeitet hast

Aufgabenkarte 2

(Hier arbeitest du mit einem Partner)

Vergleiche dein Vorgehen und deine Skizze mit den Ergebnissen deiner Partnerindeines Partnersbull Nennt die Gemeinsamkeiten und Unterschiedebull Beurteilt die einzelnen Hypothesen hinsichtlich ihrer Aussagekraft uumlber das Innere der Boxbull Notiert eure Uumlberlegungen

Aufgabenkarte 3 ndash Teil 1

(Hier arbeitest du mit einer Partnerineinem Partner)

Max und Finja haben genau wie ihr die Box untersucht und sind zu unterschiedlichen Hypothesen uumlber das Innere derBox gekommen Finja behauptet nun bdquoEs gibt keine richtige Skizze zum Inneren der Box so lange sie verschlossenbleibtldquo

Bewertet Finjas Aussage Was bedeutet das fuumlr eure Hypothese

Max erinnert sich dass sie im Chemieunterricht erst das Teilchenmodell von Demokrit besprochen haben um damitdie Teilchen zu beschreiben die man nicht sehen kann und aus denen alles besteht Demokrit hatte sich dies aufgrundvon Experimenten uumlberlegt Spaumlter haben sie das Dalton-Atommodell verwendet und erst vor kurzem haben sieerfahren dass Rutherford mit seinen Experimenten neue Erkenntnisse uumlber den Atombau gewonnen hat Denn erkonnte feststellen dass ein Atom aus einem Kern und einer Huumllle besteht Rutherford konnte so das Atom mit demKern-Huumllle-Modell beschreiben Ist das nicht so aumlhnlich wie Finjas und Maxlsquo Untersuchung an der geheimnisvollen Box

Vergleicht eure Untersuchung mit der Forschung zum Atombau und erklaumlrt weshalb die Kiste nicht geoumlffnet werdendarf Der Infotext 1 auf der naumlchsten Seite koumlnnte euch dabei helfen

Erklaumlrt warum eure Skizzen Anschauungsmodelle zum Inneren der Box sind

Infotext 1

Atomforschung Physiker und Chemiker moumlchten herausfinden wie Atome aussehenWie wir aber wissen sind Atome sehr klein sodass wir sie nicht mit unseren Augenoder einem Mikroskop sehen koumlnnen Um Informationen uumlber den Aufbau derMaterie zu erhalten fuumlhren Forscher Experimente durch Hierbei kann aber keindirektes Bild von Atomen entstehen Die Forscher erhalten stattdessen viele Daten inForm von Spannungswerten Werten zu Lichtintensitaumlten oder Impulsraten unterbestimmten Streuwinkeln Daraus werden mithilfe von Computern Bilder (Modelle)uumlber den Aufbau der Stoffe ermittelt Immer mehr Erkenntnisse ergeben dann einegenauere Vorstellung von der Struktur der Materie Diese Vorstellungen sind Modelle

Daltons Denkmodell

bull Atome sind die Grundbausteine aller

Stoffe

bull Sie koumlnnen durch chemische Vorgaumlnge

weder erzeugt noch vernichtet oder

ineinander umgewandelt werden

bull Ein Element ist aus lauter gleichen

Atomen aufgebaut

bull hellip

Abb 1 Dalton denkt in Modellen

Modelle und Wirklichkeit Modelle sind vereinfachte Abbildungen der Wirklichkeit die bestimmte Aspekte erklaumlrenoder darstellen sollen Ein Modell ist daher nicht richtig oder falsch sondern brauchbar oder unbrauchbar um einebestimmte Fragestellung zu erklaumlren Folglich muss man je nach gewuumlnschter Funktion unterschiedliche Modellekennen und nutzen Es gibt kein bdquoModell fuumlr Allesldquo

Bitte weiterklicken

Denkmodelle Um Sachverhalte in der Chemie zu erklaumlren entwickelt man Vorstellungen uumlber die Ablaumlufe in derNatur Diese Vorstellungen sind Denkmodelle mit denen der reale Vorgang stark vereinfacht beschrieben wird (Abb1) Damit ermoumlglicht man den Blick auf das Wesentliche um eine Beobachtung zu erklaumlren Das Denkmodell mussdann auf seine Tauglichkeit getestet werden Dazu werden Hypothesen auf der Grundlage des Modells entwickelt undmit geeigneten Experimenten uumlberpruumlft

Anschauungsmodelle Hat sich ein Denkmodell bewaumlhrt wird daraus haumlufig ein Anschauungsmodell entwickelt DieFunktion eines Anschauungsmodells ist es aus den Erklaumlrungen die mit dem Denkmodell entwickelt wurden einebildhafte Vorstellung abzuleiten

So ein Anschauungsmodell kann beispielsweise eine Zeichnung eines Kristallgitters oder ein Molekuumllbaukasten mitseinen bunten Kugeln als Vertreter der Atome sein Im Anschauungsmodell werden oftmals Details hinzuerfunden dieim Denkmodell und in der Wirklichkeit nicht vorhanden sind Beispielsweise besitzen Atome in der Realitaumlt keineFarben in einem Molekuumllbaukasten wird den Kugeln je nach Element eine Farbe zugeordnet So stellen schwarzeKugeln in der Regel Kohlenstoff-Atome dar weiszlige Kugeln stehen fuumlr Wasserstoff-Atome rote fuumlr Sauerstoff-Atome

Diese Unterscheidung ist praktisch um die Atome im Molekuumllbaukasten besser auseinander halten zu koumlnnenDagegen wird bei den Kugeln im Molekuumllbaukasten die Unterscheidung der Elemente durch ihre Protonenanzahlvernachlaumlssigt Diese Aussage ist fuumlr die Funktion des Modells nicht wichtig und beim Verwenden des Modellsunpraktisch

Aufgabenkarte 4(Hier arbeitest du mit einer Partnerineinem Partner)

Beschreibe die Aumlhnlichkeiten deiner Untersuchung mit einer typischen Untersuchung die nach demnaturwissenschaftlichen Erkenntnisprozess durchgefuumlhrt wird Der Infotext 2 auf der naumlchsten Folie kann dir dabeihelfen

Infotext 2Erkenntnisprozess ndash Experimentieren wie Thomas Alva Edison

Wenn der Forscher Thomas Alva Edison ein Problem loumlsen wollte ging er dabei immer nach einem festen Schema vor Dieses Schema besteht aus vier Schritten Problem Idee Experiment und Schlussfolgerung

Im ersten Schritt versuchte Edison immer zuerst sein Problem genau zu beschreiben Dennnur so konnte er sich im Anschluss selbst fragen wie er dieses Problem loumlsen koumlnnte

Die Antwort auf die Frage wie das Problem zu loumlsen sei kann manals Idee zur Problemloumlsung bezeichnen Mit dieser Idee konnteEdison ein Experiment planen mit dem er die Idee uumlberpruumlfenkonnte Dazu musste er natuumlrlich schon im Vorfeld eine Erwartunghaben wie das Ergebnis des Experiments aussehen muumlsste umseine Idee zu uumlberpruumlfen

Als drittes fuumlhrte Edison das Experiment durch das er sich zur Pruumlfung der Idee uumlberlegthatte und notierte mit Sorgfalt seine Beobachtungen waumlhrend des Experiments Dann pruumlfteer genau ob diese Beobachtungen seinen Erwartungen entsprachen

Bitte weiterklicken

Im letzten Schritt zog Edison immer eine Schlussfolgerung Wenn die Beobachtungen denerwarteten Ergebnissen entsprachen war seine Idee richtig und das Problem geloumlst Wenn dieBeobachtungen nicht den Erwartungen entsprachen fragte Edison zunaumlchst ob dasExperiment wirklich geeignet war um seine Idee zu pruumlfen Er fragte sich auch ob er vielleichtbei der Durchfuumlhrung des Experiments einen Fehler gemacht hatte und wiederholte dasExperiment noch einmal

Wenn Edison sichergestellt hatte dass das Experiment geeignet war und er bei der Durchfuumlhrung des Experimentskeinen Fehler gemacht hatte dies aber zu keiner anderen Beobachtung fuumlhrte und die Ergebnisse nicht denErwartungen entsprachen wusste er dass seine Idee falsch war Dann begann er erneut mit der Suche nach einer Ideemit der er sein Problem loumlsen konnte

Auf der naumlchsten Seite siehst du in Abb 3 Edisons Schema noch einmal vollstaumlndig

Quelle httpswwwuni-duedeimperiamdcontentchemiedidaktikag-sumflethloesungsbeispiele_ erkenntnisgewinnungpdf

2 Aneignung Schalenmodell

Die Atomhuumllle

Arbeitsabschnitt 1

Wie du bereits weiszligt fand der englische Physiker Ernest Rutherford beim Experimentieren heraus dassjedes Atom aus einem Atomkern und einer Atomhuumllle aufgebaut ist

Der Atomkern ist elektrisch positiv geladen und besteht aus den positiv geladenen Protonen sowie denneutralen Neutronen Da das Atom insgesamt neutral ist folgerte Rutherford dass die Atomhuumllle ausnegativ geladenen Teilchen gebildet wird Diese Teilchen werden Elektronen genannt und mit dem Symbole- dargestellt Neutronen Protonen und Elektronen werden zusammen als Elementarteilchen bezeichnetDie Anzahl der Elektronen in der Atomhuumllle entspricht genau der Anzahl der Protonen im Kern wodurchsich die Ladungen ausgleichen und das Atom insgesamt neutral ist Elektronen sind 10000-mal leichter alsProtonen und kreisen um den KernDoch wie sind die Elektronen in der Atomhuumllle genau angeordnet Um diese Frage zu beantwortenversuchen wir uns zunaumlchst mithilfe eines Anschauungsmodells vorzustellen wie die Atomhuumllle aufgebautsein koumlnnte

Aufgabe 1Das Magnesiumatom besitzt 12 Protonen und somit auch 12 Elektronen Um eine Vorstellung vom Aufbau derAtomhuumllle zu entwickeln uumlberlegt zu zweit wie die Elektronen eurer Vorstellung nach in der Huumllle des Magnesium-Atoms angeordnet sind Zeichnet die Elektronen als Punkte rechts in dem runden Feld ein Wofuumlr stehen das Feld unddie Bleistift-Punkte

Feld________________________________________

Bleistift-Punkte ____________________________________

Aufgabe 2

Formuliert eine Vermutung wie die Elektronen eurer Vorstellung nach in der Atomhuumllle angeordnet sind

________________________________________________________________________________________________

Aufgabe 3 Zeichne zwei weitere Ergebnisse deiner Mitschuumller in die Felder

Die Ionisierungsenergie

Arbeitsabschnitt 2

Durch Anlegen von Spannung lassen sich aus der Atomhuumllle Elektronen entfernen Die dafuumlr benoumltigte Energie heiszligtIonisierungsenergie Wie du in Diagramm 1 erkennen kannst hat das Magnesium-Atom zwoumllf Elektronen mitunterschiedlich hohen Ionisierungsenergien Zwei Elektronen haben eine sehr niedrige Ionisierungsenergie (Elektron 11und 12) und zwei Elektronen eine sehr hohe Ionisierungsenergie (Elektron 1 und 2) Die Ionisierungsenergie deranderen Elektronen liegt dazwischen Je geringer die Ionisierungsenergie des jeweiligen Elektrons ist desto groumlszliger istsein Abstand zum Kern und desto leichter laumlsst sich das Elektron aus der Atomhuumllle entfernen Die Houmlhe derIonisierungsenergie wird von der Staumlrke der Anziehung zwischen dem positiven Kern und dem negativen Elektronbestimmt Je naumlher sich die beiden sind desto staumlrker ist ihre Anziehungskraft und umso mehr Energie wird benoumltigtum das Elektron zu entfernen Das Elektron mit der geringsten Ionisierungsenergie ist daher am weitesten vomAtomkern entfernt Die Elektronen mit houmlheren Ionisierungsenergien haben folglich einen geringeren Abstand zumKern

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Diagramm 1 Ionisierungsenergien des Magnesium-Atoms (Die Zahlen unter den Saumlulen stehen fuumlr die Elektronen 1 bis 12)

Zwischen den Elektronen 2 und 3 sowie den Elektronen 10 und 11 gibt es groszlige Unterschiede in denIonisierungsenergien Daraus kann man schlieszligen dass diese Elektronen unterschiedlich weit vom Kern entfernt sindUmgekehrt geht man davon aus dass Elektronen mit einer aumlhnlich groszligen Ionisierungsenergie ungefaumlhr gleich weitvom Kern entfernt sind Man sagt dass sich diese Elektronen auf derselben Energiestufe befinden

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Aufgabe 1a) Welche der Elektronen in Diagramm 1 haben eine annaumlhernd gleich hohe Ionisierungsenergie und befinden sichsomit auf derselben Energiestufe Leite aus Diagramm 1 ab wie viele Energiestufen das dort aufgefuumlhrte Atom besitzt

_____________________________________________________________________________________________________________

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

b) Welche Elektronen haben laut Diagramm 1 den geringsten Abstand zum Kern __________________

Und welche Elektronen haben den groumlszligten Abstand zum Kern _____________________

In Diagramm 1 wurden die Elektronen nummeriert Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Nummerierung und dem Abstand der Elektronen zum Kern

____________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Diagramm 1 Ionisierungsenergien des Magnesium-Atoms (Die Zahlen unter den Saumlulen stehen fuumlr die Elektronen 1 bis 12)

Aufgabe 2a) Uumlberpruumlfe mit deinem Nachbarn ob eure Hypothese vom vorherigen Arbeitsabschnitt bdquoDie Atomhuumllleldquo zu den Informationen uumlber die Ionisierungsenergie passt b) Uumlberarbeitet nun euer Modell indem ihr neue Punkte einzeichnet Uumlbertragt eure uumlberarbeitete Anordnung der Elektronen in das Feld

c) Begruumlndet warum ihr denkt dass diese Anordnung der Theorie besser entspricht

_________________________________________________________________________________________________

Das SchalenmodellArbeitsabschnitt 3

Im letzten Arbeitsabschnitt 2 hast du die Ionisierungsenergie kennengelerntDu hast erfahren dass jedes Elektron eines Atoms eine andere Ionisierungsenergie hat und dassElektronen die nah am Kern sind eine houmlhere Ionisierungsenergie haben als Elektronen die weit entferntvom Kern sindDu weiszligt dass Elektronen mit aumlhnlich hohen Ionisierungsenergien derselben Energiestufe zugeordnetwerden da sie eine aumlhnliche Entfernung zum Kern haben

Auf dieselbe Idee kam im Jahr 1913 auch der daumlnische Physiker Niels Bohr (1885-1962) Er entwickeltedaraus eine Theorie vom Aufbau der Atomhuumllle und nannte sie Schalenmodell Das Schalenmodell besagtdass sich die Elektronen nur auf bestimmten Bahnen bewegen die aumlhnlich wie die Schalen einer Zwiebelkreisfoumlrmig um den Kern angeordnet sind In diesen Elektronenschalen kreisen die Elektronen mit hoherGeschwindigkeit um den Atomkern Die Schalen werden von innen nach auszligen mit den Buchstaben K LM hellip bezeichnet und auch von innen nach auszligen mit Elektronen besetzt Die letzte besetzte Schale wirdals Auszligenschale bezeichnet Jede Schale kann nur eine begrenzte Anzahl an Elektronen aufnehmen die K-Schale zwei die L-Schale acht und die M-Schale als Auszligenschale ebenfalls acht Gibt es noch weitereSchalen kann die M-Schale bis zu 18 Elektronen aufnehmen Kommt bei einem Element mit der naumlchstenOrdnungszahl ein Elektron hinzu findet es Platz in der letzten noch nicht voll besetzten Schale Ist diesegefuumlllt kommt das naumlchste Elektron in eine neue Auszligenschale In Abbildung 1 seht ihr die Besetzung derElektronenschalen am Beispiel Aluminium

78Abbildung 1 Schalenmodell des Aluminium-Atoms

Aufgabe 1 a) Fuumllle das Schaubild mit den Begriffen aus dem Kasten

K-Schale

Elektronenschalen

Energiestufen

M-Schale

Elektron

L-Schale

b) In welcher Reihenfolge werden die K- L- und die M- Schale besetzt Trage die Reihenfolge als Nummer in die Kaumlstchen ein

L-Schale K-Schale M-Schale

Aufgabe 2Im Restaurant bdquoZur Schaleldquo gibt es neun Zweiertische die in drei Reihen angeordnet sind Die Mitarbeiterinnen undMitarbeiter achten bei der Verteilung der Sitzplaumltze stets darauf dass sich der Tisch moumlglichst nah an der Kuumlchebefindet damit die Wege zum Bedienen kurz sind Auszligerdem werden Personen nach Moumlglichkeit alleine an einen Tischgesetzt Nur wenn es in einer Reihe keinen leeren Tisch mehr gibt wird der naumlchste Gast zu einem anderen Gast anden Tisch gesetzt Erst wenn eine Reihe voll ist und weitere Gaumlste kommen werden die Tische der naumlchsten Reihebesetzt Heute stehen Schalentiere auf der Speisekarte und der Andrang ist groszlig

Aufgabe 2 a) Als das Restaurant um 18 Uhr oumlffnet betreten acht Personen den Raum Verteile die Gaumlste an die Tische indem du sie in die untere Abbildung einzeichnestb) Eine Stunde spaumlter kommen weitere sieben Gaumlste Ergaumlnze sie in der unteren Abbildungc) Wofuumlr stehen die Kuumlche die Tischreihen und die Gaumlste

Kuumlche

___________________________Tischreihen

___________________________Gaumlste

___________________________

Aufgabe 3 Besetze die folgenden Schalenmodelle mit Elektronen Zeichne die Elektronen als Punkte ein Finde anschlieszligend heraus um welches Atom es sich handelt

Das Atom besitzt insgesamt 15 ElektronenDavon befinden sich zwei Elektronen auf derK-Schale acht auf der L-Schale und fuumlnf aufder M-SchaleUm welches Atom handelt es sich

Das Atom besitzt insgesamt neun ElektronenDavon befinden sich _____ Elektronen auf derK-Schale und _____ auf der L-SchaleUm welches Atom handelt es sich

Das Atom besitzt insgesamt 12 ElektronenDavon sind _____ Elektronen auf der K-Schale _____ auf der L-Schale und _____ aufder M-SchaleUm welches Atom handelt es sich

2 Basisuumlbung Schalenmodell

Durch seinen Streuversuch hat ____________________ herausgefunden dass ein Atom aus einer____________________ und einem _______________________ besteht In der Atomhuumllle befinden sich dienegativen __________________ und im Atomkern die neutralen ___________________ sowie die positiven__________________ Da ein Atom insgesamt ___________________ ist muss es genauso viele Protonen (p+)wie ___________________ (e-) enthalten Die ____________________ gibt Auskunft daruumlber wie vieleProtonen ein Atom besitzt Gleichzeitig gibt die Ordnungszahl auch die Zahl der _________________ anProtonen sind 10000-mal __________________ als Elektronen Die leichten Elektronen kreisen in hoherGeschwindigkeit in der ____________________ um den KernDas Kern-Huumllle-Modell von Rutherford wurde von ______________________ weiterentwickelt Bohr fandheraus dass sich Elektronen nur auf ganz bestimmten _____________________ befinden koumlnnen Um einElektron aus der Atomhuumllle zu _______________ muss Energie aufgewandt werden Diese Energie wird___________________ genannt Die verschiedenen Energiestufen werden auch als ________________bezeichnet Die Schale ganz innen heiszligt ____________ -Schale die folgende L-Schale und die danach ________-Schale

Aufgabe 2 Ergaumlnze das Schaubild mit den passenden Begriffen

OMassenzahl

(Anzahl der ___________________

+ ______________________)

8Sauerstoff

Ordnungszahl

(Anzahl der ___________________

= Anzahl der _____________________)

Aufgabe 3 Bestimme die Elektronenzahl der folgenden Elemente

1632119826119826

a) Sauerstoff __________ b) Kohlenstoff __________ c) Lithium __________

d) Calcium __________ e) Aluminium __________

f) Schwefel __________

6Kohlenstoff

Calcium20

Aufgabe 4

a) Thomas weiszlig dass das Stickstoff-Atom 7 Elektronen besitzt Auch vom Schalenmodell hat er schon einmal gehoumlrt weiszlig aber nicht wie er die Schalen mit Elektronen korrekt besetzt Erlaumlutere wie Thomas bei der Besetzung der Schalen mit Elektronen vorgehen muss und wie viele Elektronen die Schalen jeweils aufnehmen koumlnnen

____________________________________________________________________________________________

b) Besetze das Schalenmodell des Stickstoff-Atoms mit Punkten als Elektronen

Gehe dabei wie in a) beschrieben vor

Aufgabe 5Besetze die Schalenmodelle mit Elektronen Verwende anstelle der Punkte das Symbol e-

a) Kohlenstoff b) Lithium c) Schwefel

Wofuumlr steht das Symbol e- ___________________________

2 Selbsteinschaumltzung Schalenmodell

Arbeitsabschnitt 5

Nachfolgend findest du einige Faumlhigkeiten formuliert die du waumlhrend der letztenUnterrichtsstunden zum Thema bdquoAtomhuumllleldquo erworben haben solltest

Bitte schaumltze selbststaumlndig ein ob du die behandelten Inhalte verstanden hast und bearbeiteanschlieszligend die passende Uumlbungsaufgabe zu deinem Wissen

Denke daran dass du bitte die Aufgabe auswaumlhlst bei der du in der Tabelle als Erstes bdquoDa bin ich mirunsicherldquo oder bdquoDas kann ich noch nichtldquo angekreuzt hast

Ich kann die Ladung eines Elektrons angeben

Ich kann beschreiben wie die Atomhuumllle im Schalenmodell aufgebaut ist

Ich kann die Huumllle eines gegebenen Atoms mithilfe des Schalenmodells besetzen

Ich kann den Aufbau der Huumllle eines gegebenen Atoms ausfuumlhrlich beschreiben

Ich kann die Anzahl der ElektronenNeutronen und Protonen aus der angegebenen Symbolschreibweise eines Atoms angeben

Ich kann Vorteile und Grenzen des Kern-Huumllle-Modells und des Schalenmodells angeben

2A individuelle Uumlbung Schalenmodell

Dominospiel zum Schalenmodell

Arbeitsabschnitt 6

Aufgabe 1 Ihr kennt nun verschiedene Modelle die den Aufbau eines Atoms beschreiben Zwei davon sind das Kern-Huumllle-Modell und das Schalenmodell

Beschreibt auf der folgenden Seite die Gemeinsamkeiten und Unterschiede der beiden Modelle in einem kurzen Text Verwendet die Begriffe aus dem Kasten

Atomhuumllle Atomkern Elektron Elektronenschale

1 Das Schalenmodell 2 Das Kern-Huumllle-Modell

______________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Aufgabe 2 Zeichnet in die Schalenmodelle die angegebene Anzahl an Elektronen (Symbol e-) ein Um welche Atome handelt es sich

Zur Erinnerung Die Schalen werden von innen nach auszligen besetzt

Die K-Schale kann 2 Elektronen aufnehmen die L-Schale 8 und die M-Schale ebenfalls 8

a) Ordnungszahl 8 b) Ordnungszahl 13 c) Ordnungszahl 17

_____________________ _____________________ _____________________

Aufgabe 3Erinnert euch daran was die Ionisierungsenergie ist Wenn ihr euch unsicher seid schaut euch noch einmal imArbeitsabschnitt 2 aus der Aneignung nach

Lest die Aussagen in der untenstehenden Tabelle Diskutiert anschlieszligend welche der aufgefuumlhrten Aussagen richtigsind Begruumlndet eure Wahl schriftlich

trifft zu trifft nicht zu

Die Ionisierungsenergie ist die Energie die aufgewendet werden muss um der Atomhuumllle ein Elektron hinzuzufuumlgen Begruumlndung

Je houmlher die Ionisierungsenergie eines Elektrons ist desto staumlrker ist die Anziehungskraft zum Kern Begruumlndung

Die Ionisierungsenergie von Auszligenelektronen ist immer gleich hoch Begruumlndung

Aufgabe 4 Hinweis Fuumlr diese Aufgabe benoumltigt ihr als Material die Domino-Karten Achtet beim Herausnehmen der Karten auf das richtige Symbol der Lernleiter

a) Die Dominokarten sind heruntergefallen und in Unordnung geraten Legt sie in der richtigen Reihenfolge aneinander

Setze dir dabei das Ziel die Elektronenverteilung auf die Schalen eines Atoms zu verstehen

Wenn ihr das Domino fertig gelegt habt uumlberpruumlfe ob du dein Ziel erreicht hast indem du die Ergebnisse mit dem Loumlsungsblatt abgleichst

Denk daran Wenn du einen Fehler findest korrigiere ihn in deinen Unterlagen

b) Die letzte Karte ist in dem Durcheinander leider verloren gegangen Da ihr eurem Lehrer ein vollstaumlndiges Domino-Spiel zuruumlckgeben moumlchtet habt ihr die letzte Karte nachgebastelt (siehe Abbildung) Es fehlen nur noch dieElektronen Zeichnet sie als Punkte ein

2B individuelle Uumlbung Schalenmodell

Elementarteilchen und Schalenmodell

Arbeitsabschnitt 7

Aufgabe 1Notiere zu den Elementen die Anzahl der Protonen Neutronen und Elektronen

120783120783120783120783120785120785120785120785119826119826 120783120783120785120785

120785120785120784120784119808119808119808119808 120783120783120783120783120785120785119810119810

Protonen ___________________

Neutronen _________________

Elektronen__________________

Protonen ___________________

Neutronen _________________

Elektronen__________________

Protonen ___________________

Neutronen _________________

Elektronen__________________

Aufgabe 2 Ergaumlnze die freien Felder

Name des Atoms Masse des Atoms [in u]

Anzahl Protonen Anzahl Neutronen

Anzahl Elektronen

Selen 79 45

Sauerstoff 8 8

Gold 197 79

Natrium 12 11

Argon 40 18

Aufgabe 3

Setze dir das Ziel die Elektronenverteilung auf die Schalen eines Atoms zu verstehen Beschreibe dazu den Aufbau des Schalenmodells eines Natrium-Atoms in einem kurzen Text

_____________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

Aufgabe 4a) Zeichne in das Schalenmodell des Natrium-Atoms die Elektronen mit dem Symbol e- ein

Nummeriere die Elektronen in der Reihenfolge in der du sie eingezeichnet hast

b) Trage nun in das Diagramm die ungefaumlhren Ionisierungsenergien fuumlr jedes Elektron des Natrium-Atoms als Saumlulenein

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Diagramm 1 Ionisierungsenergien des Natrium-Atoms

c) Fuumlr welche Elektronen hast du eine geringe Ionisierungsenergie eingezeichnet und fuumlr welche eine hohe Begruumlnde

_______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

Aufgabe 5Du kennst verschiedene Modelle die den Aufbau eines Atoms beschreiben Zwei davon sind das Kern-Huumllle-Modell und das Schalenmodell

Abbildung 1 Das Schalenmodell eines Natrium-Atoms Abbildung 2 Das Kern-Huumllle-Modell

Setze dir das Ziel die verschiedenen Atommodelle zu verstehen und unterscheiden zu lernen

a) Stelle die Gemeinsamkeiten und Unterschiede der beiden Modelle in einem Text dar

_______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

b) Du kennst die Ionisierungsenergie als die Energie die benoumltigt wird um ein Elektron aus der Atomhuumllle zuentfernen Forscher haben dies an einem Natrium-Atom durchgefuumlhrt und dabei beobachtet dass das Atom nach derEntfernung eines Elektrons kleiner war als vorher Zeichne zunaumlchst das Schalenmodell eines Natrium-Atoms nach derEntfernung eines Elektrons in die Abbildung

Erlaumlutere die Beobachtung der Forscher mit Hilfe des Schalenmodells

______________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

c) Das Kern-Huumllle-Modell hat Grenzen Man kann damit z B nicht erklaumlren warum das Atom nach der Entfernungeines Elektrons kleiner wurde Begruumlnde weshalb man diese Feststellung mit dem Kern-Huumllle-Modell nicht erklaumlrenkann

_______________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

Hast du alles richtig gemacht und damit deine Ziele erreicht Uumlberpruumlfe deine Loumlsungen mithilfe der Musterloumlsungen

Wenn du noch Fehler findest dann korrigiere sie

2C individuelle Uumlbung Schalenmodell

Die Entfernung von Elektronen aus der Atomhuumllle

Arbeitsabschnitt 8

Aufgabe 1a) Uumlberlege dir was der Begriff bdquoAtomradiusldquo meint und notiere eine Definition

______________________________________________________________________________________

b) Stelle Vermutungen auf wie sich die Groumlszlige der Atomradien eines Natrium- Kalium- und eines Aluminiumatoms zueinander verhalten Begruumlnde deine Vermutungen

______________________________________________________________________________________

c) Um zu uumlberpruumlfen ob deine Vermutung aus b) zum Aluminium-Atom stimmt fuumlhre den folgenden Modellversuch durch

Anleitung Lege einen Magneten auf den linken Kreis und drei Magneten uumlbereinander auf den rechten Kreis (farbige Seite nach oben) Vier Magnete werden auf den unteren Kreis gelegt (farbige Seite nach unten) Schiebe nun die unteren Magneten mithilfe eines Stifts (ohne Metall) entlang der Linie nach oben

Ein Elektron auf der aumluszligerstenSchale des Natrium-Atoms

Drei Elektronen auf der aumluszligerstenSchale des Aluminium-Atoms

Protonen im Kern

Was kannst du beobachten Welche Schluumlsse kannst du daraus ziehen

Korrigiere gegebenenfalls deine Vermutung in b)

______________________________________________________________________________________

Setze dir das Ziel die Bedeutung der Ionisierungsenergie eines Elektrons zu verstehen

Die nachfolgenden Aufgaben sollen dir bei der Erreichung dieses Ziels helfen

Aufgabe 2 Zeichne das Schalenmodell eines Natrium-Atoms und nummeriere die Elektronen in der Reihenfolge in der du sie eingezeichnet hast Trage anschlieszligend in das Diagramm die ungefaumlhren Ionisierungsenergien fuumlr jedes Elektron als Saumlulen ein

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Abbildung 2 Ionisierungsenergien des Natrium-Atoms

Abbildung 1 Schalenmodell eines Natrium-Atoms

Aufgabe 3 Stelle Vermutungen auf wie sich das Natrium-Atom aus Aufgabe 2 veraumlndert wenn ein Elektron entfernt wirdOrientiere dich an den folgenden Punkten

bull Uumlberlege dir welches Elektron am ehesten entfernt werden kann Begruumlnde deine Uumlberlegung

bull Zeichne nun das Natrium-Atom im Schalenmodell nach Entfernung des Elektrons in den daneben stehenden Kasten

bull Schreibe einen kurzen Text in welchem du das veraumlnderte Atom beschreibst

Welche Schluumlsse ziehst du daraus

_______________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________

Aufgabe 4Betrachtet man bei einem Atom die Ionisierungsenergie des Elektrons das am weitesten vom Kern entfernt ist sprichtman von der bdquo1 Ionisierungsenergieldquo Als bdquo2 Ionisierungsenergieldquo wird die Ionisierungsenergie bezeichnet dieaufgebracht werden muss um das Elektron das am zweitweitesten vom Kern entfernt ist zu entfernen

Bei einem Natrium-Atom ist die 2 Ionisierungsenergie ungefaumlhr neunmal groumlszliger als die 1 Ionisierungsenergie Beieinem Magnesium-Atom ist die 2 Ionisierungsenergie nur etwa doppelt so groszlig wie die erste Warum ist derUnterschied bei einem Natrium-Atom groumlszliger als bei einem Magnesium-Atom

_______________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________

Aufgabe 5Zur Info Wurde aus einem Atom ein Elektron entfernt wird dies kenntlich gemacht indem das Elementsymbol ein bdquo+ldquoerhaumllt z B Na+ Wurde umgekehrt ein Elektron hinzugefuumlgt ergaumlnzt man das Elementsymbol um ein bdquo-ldquo z B Cl-

Welcher Radius ist groumlszliger Setze lt oder gt ein

lt oder gt Li Li+

K+ KF- F Li NaH+ HeBr Br-

Na+ Na

Hast du dein Ziel erreicht Uumlberpruumlfe deine Loumlsungen mithilfe der Musterloumlsungen zu diesem Arbeitsabschnitt

3 Aneignung SchalenmodellPeriodensystem

Die Ordnung im Periodensystem der

Elemente (PSE)

Arbeitsabschnitt 1

Das Periodensystem der Elemente hat eine bestimmte Ordnung Die einzelnen Elemente stehen nichtzufaumlllig neben- und untereinander Eine Ordnung entsteht indem ein Kriterium ausgewaumlhlt und dieElemente dann nach diesem Kriterium geordnet werden

Aufgabe 1

Auf dem beiliegenden Arbeitsblatt (Bastelbogen in Papierform) ist ein Periodensystem mit den Schalenmodellen derjeweiligen Elemente abgedruckt

a) Schneide die fehlenden Schalenmodelle aus und klebe sie an die richtige Stelle im Periodensystem

b) Ergaumlnze fuumlr jedes Element das Elementsymbol die Ordnungszahl und die Protonenzahl Das Elementsymbol wird injedes Feld jeweils oben links geschrieben die Ordnungszahl unten links und die Protonenzahl in den Kern (z B 14Protonen = 14 p+)

Aufgabe 2

Versucht in Partnerarbeit die Ordnungskriterien in eurem gebastelten Periodensystem abzuleitenFormuliert mindestens zwei Kriterien nach denen die Elemente angeordnet sind

____________________________________________________________________________________________

Aufgabe 3 Vergleicht das Periodensystem in eurem Buch mit dem das ihr gerade gebastelt habt

a) Welche Gemeinsamkeiten koumlnnt ihr finden Nennt mindestens vier

____________________________________________________________________________________________

b) Worin unterscheiden sich die beiden Periodensysteme Nennt mindestens vier Unterschiede

____________________________________________________________________________________________

Der Aufbau des Periodensystems der Elemente

Arbeitsabschnitt 2

Im Periodensystem (PSE) finden wir eine bestimmte Anordnung der Elemente Betrachtet man das PSE von links nach rechts so bleibt die Zahl der besetzten Schalen der Elemente innerhalb einer Zeile gleich jedoch kommt in der Auszligenschale von links nach rechts pro Element immer ein Elektron dazu Die Zeilen in denen sich die Zahl der Schalen nicht aumlndert nennen wir Periode Die einzelnen Perioden werden mit arabischen Zahlen benannt die im PSE links neben den einzelnen Perioden stehen (z B 1 Periode 2 Periode hellip) Die Nummer der Periode gibt auch die Zahl der besetzten Schalen an die die einzelnen Elemente innerhalb der Periode haben Schaut man sich das PSE von oben nach unten an so bleibt die Zahl der Elektronen auf der Auszligenschale gleich Die Elektronen auf der aumluszligersten Schale werden auch Auszligenelektronen oder Valenzelektronen genannt die aumluszligerste Schale kann als Auszligenschale oder auch Valenzschale bezeichnet werden Eine solche Gruppe von Elementen mit gleicher Anzahl an Valenzelektronen in der Valenzschale wird Hauptgruppe genannt Im PSE steht uumlber den Elementen der Hauptgruppen eine roumlmische Zahl die die Nummer der Hauptgruppe angibt (z B I Hauptgruppe II Hauptgruppe hellip) Innerhalb einer Hauptgruppe kommt von oben nach unten jeweils eine Schale hinzuDie Elemente innerhalb einer Hauptgruppe haben ein aumlhnliches chemisches Verhalten Daraus kann man ableiten dass das chemische Verhalten der Elemente von der Anzahl ihrer Valenzelektronen bestimmt wird Bei der Betrachtung des Periodensystems faumlllt auf dass kein Element mehr als acht Valenzelektronen besitzt Eine mit acht Elektronen besetzte Valenzschale ist voll besetzt und kann zunaumlchst keine weiteren Elektronen aufnehmen Die Elemente der achten Hauptgruppe erfuumlllen die Oktett-Regel die besagt dass Elemente mit acht Valenzelektronen besonders stabil sind und damit kaum mit anderen Reaktionspartnern in einer chemischen Reaktion zu neuen Stoffen reagieren Die Elemente der achten Hauptgruppe werden auch Edelgase genannt Eine Ausnahme bildet die innerste Schale (K-Schale) Diese ist mit zwei Elektronen bereits voll besetzt und erfuumlllt die Oktett-Regel daher auch schon mit zwei Elektronen

Aufgabe 1 Vervollstaumlndige die folgenden Merksaumltze zum Periodensystem

1 Die Elektronen der aumluszligeren Schalen heiszligen ___________________________ oder __________________

_____________________

2 Eine Gruppe von Elementen mit der gleichen Anzahl an Elektronen auf der aumluszligersten Schale nennen wir

______________________________

3 ______________________________ heiszligt eine Zeile im Periodensystem in der Elemente stehen die die

gleiche Anzahl an Schalen haben

4 Die Oktett-Regel lautet ___________________________________________________________________

______________________________________________________________________ Eine Ausnahme

davon stellt die _______________________________________ dar

5 Die chemischen Eigenschaften der Elemente haumlngen von ________________________________________

______________________________________________________________ ab

Wie du gelernt hast ist die Zahl der Valenzelektronen verantwortlich fuumlr das chemische Verhalten eines Elements Dadas Zeichnen der Schalenmodelle aber recht aufwendig ist hat sich eine andere Schreibweise durchgesetzt dieLewis-Schreibweise genannt wirdBei der Lewis-Schreibweise werden nur das Elementsymbol und die Valenzelektronen aufgeschrieben Die einzelnenValenzelektronen werden als Punkte um das Elementsymbol herum angeordnet Dafuumlr gibt es vier bdquoPlaumltzeldquo linksrechts oberhalb und unterhalb des Elementsymbols Sind mehr als vier Valenzelektronen vorhanden werden jeweilszwei Elektronen zu Zweierpaumlckchen (einem Elektronenpaar) zusammengefasst und als Strich neben dasElementsymbol geschrieben Hier siehst du zwei Beispiele

Aufgabe 2 Zeichne zu den folgenden Schalenmodellen die Lewis-Schreibweise

3 Basisuumlbung SchalenmodellPeriodensystem

Das Periodensystem

Arbeitsabschnitt 3

Aufgabe 1

a) Trage in dein gebasteltes Periodensystem die fehlenden Begriffe auf die Striche ein

Waumlhle dafuumlr die vier richtigen Begriffe aus der folgenden Liste aus Atomkern Elektron Element HauptgruppeOktett-Regel Ordnungszahl Periode Protonen Schalen Valenzelektronen

Aufgabe 2 a) Zeichne das vollstaumlndige Schalenmodell des Elements Schwefel in den Kreis

b) Beschreibe den Zusammenhang zwischen dem Schalenmodell und der Nummer der Hauptgruppe in der Schwefel steht

____________________________________________________________________________________________

c) Der Zusammenhang aus b) gilt auch fuumlr die anderen Elemente im Periodensystem Formuliere eine Regel

____________________________________________________________________________________________

d) Welches Element bildet eine Ausnahme von der Regel Begruumlnde

____________________________________________________________________________________________

e) Formuliere die Oktett-Regel

_______________________________________________________________________________________________

Aufgabe 3 a) Vervollstaumlndige die folgende Tabelle Nimm dein gebasteltes Periodensystem zur Hilfe

Element-name

Element-symbol

Periode Haupt-gruppe

Zahl der Schalen

Zahl der Valenz-

elektronen

Buchstabeder

Valenzschale

Lewis-Schreib-

Natrium Na

Krypton

3 Selbsteinschaumltzung SchalenmodellPeriodensystem

Arbeitsabschnitt 4

Schaumltze deine Faumlhigkeiten zum Thema bdquoSchalenmodell und Periodensystemldquo mithilfe dernachfolgenden Aussagen ein und bearbeite anschlieszligend die fuumlr dich passende Uumlbungsaufgabe

Das kann ich noch nicht

Uumlbungsaufgaben

Ich kann die Begriffe Hauptgruppe und Periode definieren

Ich kann erklaumlren was man unter der Oktett-Regel versteht

Ich kann die Kriterien nennen nach denen die Elemente im Periodensystem geordnet sind

Ich kann das Element Chlor in Lewis-Schreibweise darstellen

Ich kann aus dem Aufbau eines Elements im Schalenmodell seine Position im Periodensystem ableiten und umgekehrt

Ich kann Unterschiede und Gemeinsamkeiten verschiedener Darstellungsformen des Periodensystems benennen

In kann ein Element mit der Lewis-Schreibweise darstellen wenn ich seinen Aufbau im Schalenmodell oder seine Position im Periodensystem kenne

3 C 142

3A individuelle Uumlbung SchalenmodellPeriodensystem

Kreuzwortraumltsel zum Periodensystem

Arbeitsblatt 5

Aufgabe 1 a) Loumlse das Kreuzwortraumltsel Die Fragen findest du auf der naumlchsten Seite Einige Loumlsungswoumlrter sind bereits vorgegeben Formuliere dazu die passende Frage Wenn du dir unsicher bist schaue dir noch einmal Arbeitsabschnitt 2 aus der Aneignung an (bdquoszligldquo wird im Kreuzwortraumltsel zu bdquossldquo)

b) Das Loumlsungswort enthaumllt die Buchstaben des Namens eines beruumlhmten Wissenschaftlers den du bereits aus anderen Milestones kennst Bringe die Buchstaben in die richtige Reihenfolge um das Loumlsungswort zu erhalten

Bevor du mit der Bearbeitung des Arbeitsabschnitts beginnst denke daran dir ein Ziel zu setzen das du mithilfe dieses Arbeitsabschnitts erreichen willst Vielleicht helfen dir dabei die Faumlhigkeiten aus dem Selbsteinschaumltzungsbogen

V A L E N Z S C H A L E

O K T E T T - R E G E L

A U S S E N E L E K T R O N E N

Fragen

1 Wie nennt man die Spalten im Periodensystem

2 Wie nennt man die Zeilen im Periodensystem

3 ___________________________________________________________________

_____________________________________________________________

4 Innerhalb einer Hauptgruppe nimmt die Zahl der hellip von oben nach unten zu

5 Innerhalb einer Periode nimmt die Zahl der hellip von links nach rechts zu

6 Bei einem Atom ist die Zahl der Protonen gleich der Zahl der hellip

7 Die Ordnungszahl entspricht der Zahl der hellip im Kern

8 ___________________________________________________________________

_____________________________________________________________

9 Die hellip Eigenschaften eines Elements haumlngen von der Zahl der Elektronen in der

aumluszligersten Schale ab

10 ___________________________________________________________________

_____________________________________________________________

11 Wie heiszligt das Element das in der zweiten Periode und der siebten Hauptgruppe

c) Ergaumlnze das Kreuzwortraumltsel indem du die folgenden Elemente in deinem Periodensystem suchst und den Namen

des Elements an eine moumlgliche Stelle im Kreuzwortraumltsel eintraumlgst

Zeichne die dafuumlr benoumltigten Kaumlstchen in das vorgegebene Raster ein

12 Wie heiszligt das Element das in der zweiten Periode und der achten Hauptgruppe steht

13 Wie heiszligt das Element das in der dritten Periode und der fuumlnften Hauptgruppe steht

14 Wie heiszligt das Element das in der vierten Periode und der ersten Hauptgruppe steht

Uumlberpruumlfe ob du dein Ziel das du dir am Anfang gesetzt hast erreichen konntest Dazu koumlnntest du z B schauen ob du das Loumlsungswort richtig herausfinden konntest

Aufgabe 2 In der Aneignungsphase hast du die Lewis-Schreibweise kennengelernt Benenne die Bestandteile der Lewis-Schreibweise fuumlr das Element Fluor

Welche Lewis-Schreibweise ist korrekt Kreuze an und begruumlnde Nimm dein Periodensystem zur Hilfe

C Coder

________________________________________________________________________________________________

b) Mg Mgoder

________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

Al oder Al________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

d) S Soder

________________________________________________________________________________________________

e) Notiere die Lewis-Schreibweise fuumlr die ersten vier Elemente des Periodensystems

f) Nenne zwei Informationen die du aus der Lewis-Schreibweise uumlber ein Element ablesen kannst

1____________________________________________________________________________________

2________________________________________________________________________________

H He Li Be

g) Welche Informationen uumlber ein Element kann die Lewis-Schreibweise nicht liefern

______________________________________________________________________________________

Aufgabe 3 Aus der Aneignungsphase kennst du bereits das Periodensystemder Elemente (PSE) In dieser Aufgabe sollst du nun das PSE aufeine neue Art und Weise kennen lernen ndash als ein buntes PSE

Finde dich dazu mit einem Mitschuumller oder einer Mitschuumllerinzusammen der die ebenfalls dieses Arbeitsblatt bearbeitet

a) Beschreibt genau wie die Formen und Farben im PSE angeordnet sind

_____________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Abbildung 1 Buntes PSE-Modell

b) Vergleicht dieses PSE mit eurem selbst gebastelten Periodensystem aus Papier

bull Wofuumlr stehen die Farbe und die Form

bull Welche Zusammenhaumlnge eures Periodensystems aus Papier lassen sich durch dieses PSE verdeutlichen

_______________________________________________________________________________________

c) In der Tabelle seht ihr verschiedene Aussagen zu den Elementen Kreuzt an welches der beiden Periodensystemedie jeweilige Aussage stuumltzt

Aussage Buntes Periodensystem

Gebasteltes Periodensystem

bdquoWasserstoff hat andere chemische Eigenschaften als die anderen Elementeder ersten Hauptgruppeldquo

bdquoAtome eines Elements bestehen unter anderem aus Elektronenldquo

bdquoDie Elemente der zweiten Hauptgruppe haben aumlhnliche chemischeEigenschaftenldquo

bdquoJe houmlher die Periode ist desto groumlszliger ist das Atomldquo

bdquoDie Zahl der Elektronen nimmt innerhalb einer Periode von links nach rechtszuldquo

bdquoHelium hat aumlhnliche chemische Eigenschaften wie die anderen Elemente derachten Hauptgruppeldquo

Vergleiche abschlieszligend deine Ergebnisse mit der Musterloumlsung Wenn du einen Fehler findest dann verbessere ihn in deinen Unterlagen

3B individuelle Uumlbung SchalenmodellPeriodensystem

Schwarzer-Peter-Spiel zum Periodensystem

Arbeitsabschnitt 6

Bevor du mit den Aufgaben beginnst denke daran dir ein Ziel zu setzen das du mithilfe diesesArbeitsabschnitts erreichen willst Vielleicht helfen dir dabei ja Faumlhigkeiten aus demSelbsteinschaumltzungsbogen

Aufgabe 1Findet euch zu fuumlnft zusammen Lest die Spielanleitung aufmerksam und bis zum Ende durch bevor ihr mit dem Spiel beginnt

Ziel des Spiels

Jeder Spieler versucht durch das Ziehen von Karten so viele Paumlrchen wie moumlglich zu bekommen Wer am Ende die Karte bdquoSchwarzer Peterldquo in der Hand haumllt hat das Spiel verloren und muss die Aufgabe auf der Karte erfuumlllen

Spielanleitung1 Findet euch in Spielgruppen von fuumlnf Spielern zusammen

2 Mischt die 25 Karten durch und verteilt sie gleichmaumlszligig auf alle Spieler

3 Jeder Spieler kontrolliert ob er nach der Verteilung der Karten bereits Paumlrchen auf der Hand hat Diese darf er vor sich auf den Tisch legen

Paumlrchen Jedes Karten-Paumlrchen besteht aus einer Karte mit einem Schalenmodell und einer Karte die eine Angabe uumlber die Positiondes Elements im PSE enthaumllt Das Schalenmodell und die Positionsangabe muumlssen zum selben Element gehoumlren

4 Der Spieler mit den meisten Karten auf der Hand darf beginnen und von einem beliebigen Mitspieler verdeckt eine Karte ziehen Erhaumllt er dadurch ein weiteres Paumlrchen darf er auch dieses vor sich auf den Tisch legen Ergibt sich kein Paumlrchen muss er die gezogene Karte zu den anderen Karten in die Hand nehmen

5 Der Mitspieler bei dem die Karte gezogen wurde ist als naumlchstes dran und darf bei einem Mitspieler seiner Wahl eine Karte ziehen

6 Wer am Ende nur noch den Schwarzen Peter in der Hand hat verliert das Spiel

Aufgabe 2Nimm nach Beendigung des Spiels von fuumlnf Paumlrchen deiner Wahl die Karte mit der Positionsangabe und finde mithilfe deines Periodensystems die dazugehoumlrigen Elementnamen

Trage die Position und den Elementnamen in folgende Tabelle ein

Position im PSEElementname

Hauptgruppe Periode

Aufgabe 3 Aus der Aneignungsphase kennst du bereits das Periodensystem der Elemente (PSE) In dieser Aufgabe sollst du nun das PSE auf eine neue Art und Weise kennen lernen ndash als ein buntes PSE

Finde dich dazu mit einem Mitschuumller oder einer Mitschuumllerin zusammen der die ebenfalls dieses Arbeitsblatt bearbeitet

_____________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

b) Vergleicht dieses PSE mit eurem gebastelten Periodensystem aus Papier Notiert euch Gemeinsamkeiten undUnterschiede der beiden Modelle

_____________________________________________________________________________________

c) Begruumlndet wie die Unterschiede der beiden PSEs zustande kommen

______________________________________________________________________________________

Uumlberpruumlfe ob du dein Ziel das du dir am Anfang gesetzt hast erreichen konntest indem du z B deine Loumlsungen mit der Musterloumlsung vergleichst

Wenn du noch Fehler findest denk daran sie in deinen Unterlagen zu verbessern

3C individuelle Uumlbung SchalenmodellPeriodensystem

Modelldarstellungen im Periodensystem

Arbeitsabschnitt 7

Bevor du mit den Aufgaben beginnst denke daran dir ein Ziel zu setzen das dumithilfe dieses Arbeitsabschnitts erreichen willst Vielleicht helfen dir dabei dieFaumlhigkeiten aus dem Selbsteinschaumltzungsbogen

Aufgabe 1

Aus der Aneignungsphase kennst du bereits das Periodensystem der Elemente (PSE) In dieser Aufgabe sollst du nun das PSE auf eine neue Art und Weise kennen lernen ndash als buntes Karten-PSE

Als Materialien benoumltigt ihr einen Beutel mit bunten Karten Die Materialien sind mit dem Symbol und der Nummerierung aus der Kopfzeile dieses Arbeitsblattes versehen

Stellt euch vor dass sich in der Tuumlte mit den bunten Karten chemische Elemente befinden wie sie euch aus dem PSE bekannt sind Sortiert die Karten nach ihren Eigenschaften

a) Ordnet sie so an dass Karten mit aumlhnlichen Eigenschaften nebeneinander- bzw untereinanderliegen

b) Beschreibt welche Annahmen uumlber die Elemente zur Entwicklung des bunten Karten-PSEs gefuumlhrt haben

______________________________________________________________________________________

c) Franziska und Frederik haben im Unterricht ebenfalls das bunte Karten-Periodensystem gebastelt Sie denken uumlber die Darstellung von Wasserstoff und Helium nach Franziska wundert sich bdquoWarum nimmt Wasserstoff im Vergleich zu Helium eine Sonderstellung im Modell ein Muumlsste es nicht andersherum sein da die Valenzelektronenzahl von Helium nicht mit der Valenzelektronenzahl der anderen Elemente seiner Hauptgruppe uumlbereinstimmtldquo Nehmt Stellung zu dieser Aussage

______________________________________________________________________________________

Aufgabe 2 Franziska und Frederik unterhalten sich nach der Stunde uumlber das bunte Karten-PSE Stimmt ihr ihren Aussagen zu Begruumlndet

Das bunte Karten-PSE ist keinrichtiges Periodensystem

Das bunte Karten-PSE enthaumllt viel mehrInformationen uumlber die Elemente als dasPSE das wir in der Aneignungsphasegebastelt haben

______________________________________________________________________________________

Aufgabe 3Erinnert euch an die Ionisierungsenergie die ihr im vorherigen Milestone kennengelernt habt Von der bdquo1Ionisierungsenergieldquo spricht man wenn man lediglich die Ionisierungsenergie des am weitesten vom Kern entferntenElektrons meint Im folgenden Diagramm sind die 1 Ionisierungsenergien der Elemente der ersten und der achtenHauptgruppe aufgetragen

Ordnungszahl

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Info Die EinheiteV steht fuumlrbdquoElektronenvoltldquound ist eineEinheit die fuumlrsehr kleineEnergien genutztwird

a) Lest den Messwert der zu Natrium gehoumlrt moumlglichst genau ab und beschreibt was dieser Messwert bedeutet

______________________________________________________________________________________

Ordnungszahl

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

b) Verbindet diejenigen Werte miteinander die zu Elementen derselben Periode gehoumlren Was faumlllt euch auf

_____________________________________________________________________________________

Ordnungszahl

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

c) In der nachstehenden Tabelle sind weitere 1 Ionisierungsenergien verschiedener Elemente aufgefuumlhrt Tragt dieWerte in das nebenstehende Diagramm ein Beschreibt eure Beobachtung

NameElement-

symbol

Ordnungs-

1 Ionisierungs-

energie

Stickstoff N 7 145 eV

Phosphor P 15 105 eV

Chlor Cl 17 13 eV

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________Io

Ordnungszahl

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

d) Welche Gesetzmaumlszligigkeiten innerhalb einer Periode bzw einer Hauptgruppe koumlnnt ihr feststellen Schreibt einen kurzen Text in dem ihr diese beschreibt und erklaumlrt wie es zu dieser Gesetzmaumlszligigkeit kommt

______________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Aufgabe 4Abbildung 1 stellt das Element Bor auf verschiedene Weise dar

a) Benennt die beiden Darstellungsformen

Abbildung 1 Zwei Darstellungsformen von Bor

b) Begruumlndet warum es diese verschiedenen Darstellungsweisen gibt indem ihr euch uumlberlegt zu welchem Zwecksie jeweils verwendet werden koumlnnen

_______________________________________________________________________________________________

Wenn du noch Fehler findest denke daran sie in deinen Unterlagen zu verbessern

Loumlsungen

Arbeitsblatt 1 -Loumlsungen

Aufgabe 1

Duumlnne GoldfolieFotoschirmBleiblock

Radium

Nach dem Teilchenmodell von Dalton sind die Teilchen massive Kugeln Damit muumlssten die darauf geschossenen α-Teilchen alle reflektiert werden Variante 4 waumlre wahrscheinlich

Die α-Strahlen die aus dem Bleiblock austreten durchdringen die Goldfolie zum groumlszligten Teil und treffen hinter der Goldfolie auf den Filmstreifen Nur wenige werden beim Auftreffen auf die Goldfolie abgelenkt oder reflektiert (Variante 2)

Beschreibung des Atoms Massive Kugelgleichmaumlszligige Verteilung der Masse

Positiv geladener Atomkern Atomhuumllle mit negativ geladenen Bausteinen (fast keine Masse) Groumlszligenverhaumlltnis Atomkern zu Atom 1 60000

Variante 4 (aus Aufgabe 2) Variante 2 (aus Aufgabe 2)

Der Atomkern

Arbeitsblatt 2 - Loumlsungen

Individuelle Schuumllerloumlsung

Zunaumlchst stoszligen sich die Magnete ab wenn sie naumlher zusammenkommen Legt man jedoch z B einen ungeladenen Gegenstand zwischen die Magnete kann man sie naumlher zusammenlegen ohne dass sie sich abstoszligen

Das Hilfsmittel schirmt die Magnete ab sodass sie sich nicht mehr (so stark) gegenseitig abstoszligen und naumlher aneinander liegen koumlnnen

Aufgabe 2

Im Atomkern befinden sich positiv geladene Teilchen (im Modell dargestellt durch die Magnete) Zwischen ihnen sindungeladene Teilchen (im Modell dargestellt durch das Hilfsmittel) angelagert weshalb sich die geladenen Teilchennicht abstoszligen Damit dienen die ungeladenen Teilchen der Stabilitaumlt des Kerns

Der Aufbau des Atomkerns

Aufgabe 1

Der Atomkern besteht aus Protonen und Neutronen Protonen sind einfach positiv geladene Teilchen sie besitzen die Masse 1u Neutronen sind ungeladene Teilchen sie besitzen ebenfalls die Masse 1u Die elektrisch neutralen Neutronen sorgen dafuumlr dass der Atomkern trotz der sich abstoszligenden positiv geladenen Protonen stabil ist

Aufgabe 2

Vergleiche deine Uumlberlegungen zum Aufbau des Atomkerns aus dem Modellversuch (AB 2) mit den Informationen im Text a) Uumlberlege dir wofuumlr die Magnete im Modellversuch standen und was die Muumlnzen verdeutlichen sollten

Die Magnete sollen im Modellversuch die Protonen darstellen Sie wuumlrden sich ndash aumlhnlich wie die Protonen ndash ohne das Vorhandensein des Hilfsmittels (also der Neutronen) abstoszligen Das Hilfsmittel das die elektrisch ungeladenen Neutronen darstellen soll verhindert die Abstoszligung

b) Welche Ordnungszahl haumltte das Modell aus dem Modellversuch

Ordnungszahl 2 da zwei Protonen vorhanden gewesen waumlren

Da insgesamt drei bdquoTeilchenldquo vorhanden sind wuumlrde die Masse 3 u betragen

Aufgabe 3 Kreuze alle richtigen Aussagen an

Der Atomkern

Rutherford Kern-Huumllle-ModellAtomhuumllle positiv

Atomkern Neutronenpositiv Protonen

Proton Neutronmassefrei

MassezahlOrdnungszahl Protonen

Kernladungszahl

ProtonenNeutronen

Isotope

Aufgabe 2

Der Modellversuch verdeutlicht weshalb der Atomkern trotz der positiven Ladung der Protonen stabil bleibt DieMagnete die ihren gleichen Pol aufeinander richten repraumlsentieren die Protonen Da Protonen positiv geladen sindwuumlrden sie sich gegenseitig abstoszligen und der Kern wuumlrde zerfallen Das verwendete Hilfsmittel im Modellversuchrepraumlsentiert die ungeladenen Neutronen Sie lagern sich zwischen die Protonen und schirmen sie so ab sodass siesich nicht gegenseitig abstoszligen Der Atomkern bleibt somit stabil

Kalium 39 19 20

Aluminium 27 13 14

Phosphor 31 15 16

Selen 79 34 45

Sauerstoff 16 8 8

Ytterbium 173 70 103

Stickstoff 14 7 7

Gold 197 79 118

Aufgabe 4

Auch Wasserstoff-Atome koumlnnen sich in ihrer Masse unterscheiden Neben Wasserstoff-Atomen 11119867119867 die nur ein

Proton enthalten gibt es auch zwei Isotope die sogar besondere Namen erhalten haben 12119867119867 wird Deuterium und 13119867119867

Tritium genannt Fertige eine Skizze der Atomkerne dieser Isotope 11119867119867 12119867119867 und 1

3119867119867 an

Wasserstoff Deuterium Tritium

Aufgabe 5

Isotopen-Gemisch

Lithium 6 3 3 6 u 6 6 u ∙ 006 +7 u ∙ 094= 694 u

694 uLithium 7 3 4 7 u 94

Magnesium 24 12 12 24 u 79 24 u ∙ 079 +25 u ∙ 01 +26 u ∙ 011 += 2432 u

2431 u Magnesium 25 12 13 25 u 10

Magnesium 26 12 15 26 u 11

Arbeitsblatt 6 ndash Loumlsung

Loumlsung zum Spiel

Fragen AntwortenWelche Nukleonen befinden sich im Atomkern Protonen und Neutronen

Was besagt die Massenzahl Masse eines Atoms gleichzeitig Summe der Protonen und Neutronen im Kern

Wie sind Protonen geladen PositivIn welcher Einheit wird die Masse eines Atoms angegeben Einheit u

Wie sind Neutronen geladen NeutralWas besagt die Ordnungszahl Anzahl der Protonen

Wie viel wiegt ein Proton oder ein Neutron 1 uWie heiszligt der positiv geladene Baustein des Atomkerns Proton

Welche Zahl gibt die Anzahl der Protonen im Kern an Ordnungszahl undKernladungszahl

Wie heiszligt der ungeladene Baustein des Atomkerns NeutronWelche Zahl gibt sowohl die Masse eines Atoms als auch die Anzahl

der Protonen und Neutronen im Kern anMassenzahl

Was sind Isotope Atome desselben Elements mit gleicher Anzahl an Protonen aber unterschiedlicher Anzahl an Neutronen

Proton

Neutron

Ordnungszahl

Massenzahl

Kernladungszahl

Isotope

Das Proton ist ein einfach positiv geladenes Nukleon welches sich im Atomkern befindet Es hat die Masse 1 u

Das Neutron ist ein elektrisch ungeladenes Nukleon welches sich im Atomkern befindet Es hat die Masse 1u

Die Ordnungszahl eines Atoms entspricht der Anzahl der ProtonenOrdnungszahl = Anzahl der Protonen = Kernladungszahl

Die Massenzahl eines Atoms gibt an wie schwer ein Atom ist Sie entspricht der Anzahl der Protonen und der Anzahl der Neutronen zusammen Die Massenzahl ist gleich der Anzahl der Protonen Massenzahl = Anzahl der Protonen + Anzahl der NeutronenAuszligerdem gilt Atommasse - Ordnungszahl = Neutronenzahl

Die Kernladungszahl entspricht der Anzahl der Protonen und der Ordnungszahl des jeweiligen Elements

Atome eines Elements besitzen immer die gleiche Anzahl an Protonen Sie koumlnnen aber eine unterschiedliche Anzahl an Neutronen besitzen Die Atome mit einer unterschiedlichen Anzahl an Neutronen nennt man Isotope Sie unterscheiden sich in der Massenzahl Die im Periodensystem angegebene Masse entspricht der durchschnittlichen Masse eines Atoms

Aufgabe 2 Beschreibe den Aufbau eines Atomkerns Nutze dazu die Begriffe und Definitionen aus Aufgabe 1 Uumlberpruumlfe ob du den Inhalt richtig verstanden hast indem du dein Ergebnis mit den Begriffen und Definitionen aus Aufgabe 1 und dem Text bdquoDer Aufbau des Atomkernsldquo abgleichst Denke nach der Uumlberpruumlfung an

Der Atomkern besteht aus den positiv geladenen Protonen und den neutralenungeladenen Neutronen Diepositiven Protonen stoszligen sich gegenseitig ab Diese Abstoszligung wird jedoch durch die Neutronenaufgehoben sodass der Kern insgesamt stabil ist und nicht zerfaumlllt Protonen und Neutronen haben jeweilseine Masse von 1u Rechnet man die Massen aller Protonen und Neutronen im Kern zusammen so erhaumlltman die Masse des jeweiligen Atoms Die durchschnittliche Masse eines Atoms kann man an seinerMassenzahl ablesen Die Zahl der Protonen kann man an der Ordnungszahl ablesen die gleichzeitig auchdie Kernladungszahl darstellt Zwei Atome mit der gleichen Zahl an Protonen gehoumlren zum gleichenElement allerdings kann die Zahl der Neutronen im Kern variieren Atome mit der gleichen Protonenzahlaber einer unterschiedlichen Zahl an Neutronen nennt man Isotope Es handelt sich um dasselbe Elementdie Atome unterscheiden sich aber in ihrer Masse Ordnungszahl und Kernladungszahl bleiben jedochunveraumlndert Damit kann man die Ordnungszahl als eine Art Fingerabdruck eines Elements bezeichnen

Aufgabe 1 Schaut euch zunaumlchst den Stapel mit den nicht erratenen Oberbegriffen an Formuliert nun zusammen eine Beschreibung des Oberbegriffs mithilfe der darunter stehenden Woumlrter

Atomkern Ein Atom besteht aus dem hellip und der Atomhuumllle Derhellip ist positiv geladen und enthaumllt fast die gesamte Masse desAtoms

Proton Das hellip befindet sich im Atomkern und ist positiv geladen Die Anzahl der hellip im Kern ist fuumlr jedes Elementcharakteristisch und entspricht der Kernladungszahl

Neutron Der Atomkern besteht aus Protonen und hellip Das hellip befindet sich im Kern um ein Auseinanderfallen zu verhindernda sich die positiv geladenen Protonen sonst abstoszligen wuumlrden hellip und Protonen ergeben zusammen dieMassenzahl

Ordnungszahl Die hellip entspricht der Kernladungszahl und gibt an wie viele Protonen sich im Atomkern befinden

Massenzahl Die hellip gibt die Masse eines Elements in der Einheit u an 1 u entspricht 000000000000000000000000166g

Einheit u Die Masse eines Atoms wird in der hellip angegeben Die Masse eines Atoms auch Massenzahl genannt berechnet sichaus der Anzahl der Protonen und der Anzahl der Neutronen da beide jeweils 1u wiegen

Atomhuumllle Rutherford stellte fest dass ein Atom aus einem sehr kleinen Atomkern und einer groszligen hellip besteht Der Atomkernbesitzt fast die gesamte Masse waumlhrend die hellip nahezu keine Masse enthaumllt

Isotope Atome eines Elements besitzen immer die gleiche Anzahl an Protonen Sie koumlnnen aber eine unterschiedliche Anzahl an Neutronen besitzen Die Atome mit einer unterschiedlichen Anzahl an Neutronen nennt man hellip eines Elements Die im Periodensystem angegebene Atommasse entspricht der durchschnittlichen Masse eines Atoms

Aufgabe 2

Beschreibt nun den vollstaumlndigen Aufbau eines Atomkerns in einem Text indem ihr alle Oberbegriffe des Spiels nutzt

Rutherford hat mit Hilfe seines Streuversuches festgestellt dass ein Atom aus einem Atomkern und einer Atomhuumllleaufgebaut ist Im Atomkern befinden sich Protonen und Neutronen Die Anzahl der Protonen entspricht derOrdnungszahl Die Masse der Atome wird in der Einheit u angegeben Man berechnet die Massenzahl durch Additionder Anzahl der Protonen und der Neutronen Atome eines Elements koumlnnen eine unterschiedliche Anzahl an Neutronenbesitzen Die Atome mit einer unterschiedlichen Anzahl an Neutronen nennt man Isotope eines Elements

18O (02 )

29Si (47 ) 1430Si ( 31 )

Schwefel 1632S (950 ) 16

33S (08 ) 1634S (42 )

Aufgabe 3In der Tabelle befindet sich die Isotopenverteilung verschiedener Elemente Berechnet die durchschnittlicheAtommasse

Sauerstoff = 16u 0998 + 18u 0002 = 16004 u

Silicium = 28u 0922 + 29u 0047 + 30u 0031 = 28109 u

Schwefel = 32u 095 + 33u 0008 + 34u 0042 = 32092 u

16004 u

28109 u

32092 u

Die Atomhuumllle

Arbeitsblatt 1 - Loumlsung

Aufgabe 1 Das Magnesiumatom besitzt 12 Protonen und somit auch 12 Elektronen Um eine Vorstellung vom Aufbau der Atomhuumllle zu entwickeln uumlberlegt zu zweit wie die Elektronen eurer Vorstellung nach in der Huumllle des Magnesium-Atoms angeordnet sind Zeichnet die Elektronen als Punkte rechts in dem runden Feld ein Wofuumlr stehen das Feld und die Bleistift-Punkte

Feld________________________________________

Atom (Atomkern und Atomhuumllle)

Elektronen

individuelle Loumlsung

Aufgabe 2

Aufgabe 3

Zeichne zwei weitere Ergebnisse deiner Mitschuumller in die Felder

Aufgabe 1

a) Welche der Elektronen in Diagramm 1 haben eine annaumlhernd gleich hohe Ionisierungsenergie und befinden sich somit auf derselben Energiestufe Leite aus Diagramm 1 ab wie viele Energiestufen das dort aufgefuumlhrte Atom besitzt

________________________________________________________________________________________________

Elektron 1 und 2 befinden sich auf einer Energiestufe 3 bis 10 auf der naumlchsten und Elektron 11 und 12 aufder darauffolgenden Energiestufe

____________________________________________________________________________________________

Elektronen 1 und 2

Elektronen 11 und 12

Je houmlher die Nummer desto weiter ist das Elektron vom Kern entfernt Innerhalb einer Schale haben die

Elektronen nach dem Schalenmodell allerdings den gleichen Abstand zum Kern

Aufgabe 2

a) Uumlberpruumlfe mit deinem Nachbarn ob eure Hypothese vom vorherigen Arbeitsblatt bdquoAB 1 Die Atomhuumllleldquo zu den Informationen uumlber die Ionisierungsenergie passt b) Uumlberarbeitet nun euer Modell indem ihr neue Punkte einzeichnet Uumlbertragt eure uumlberarbeitete Anordnung der Elektronen in das Feld

-Alle 12 Elektronen sind eingezeichnet-2 Elektronen haben einen geringen Abstand zum Kern-8 Elektronen haben einen mittleren Abstand zum Kern -2 Elektronen haben einen groszligen Abstand zum Kern

Aus Diagramm 1 wird ersichtlich dass die Elektronen des Magnesium-Atoms unterschiedlicheIonisierungsenergien aufweisen Je houmlher die Ionisierungsenergie eines Elektrons ist desto geringer ist dieEntfernung des Elektrons zum Atomkern Elektronen deren Ionisierungsenergie annaumlhernd gleich groszlig istbefinden sich auf derselben Energiestufe und sind somit gleich weit vom Atomkern entfernt Die Energiestufensind mit unterschiedlich vielen Elektronen besetzt Zwei Elektronen (Elektronen 1 amp 2) haben eine hoheIonisierungsenergie und daher einen sehr geringen Abstand zum Kern weshalb sie sich annaumlhernd auf derselbenEnergiestufe nah am Kern befinden Die acht Elektronen 3 ndash 10 befinden sich auf der naumlchsten etwas weiter vomAtomkern entfernten Energiestufe da sie eine aumlhnliche Ionisierungsenergie haben und somit ungefaumlhr gleich weitvom Atomkern entfernt sind Die zwei Elektronen 11 und 12 sind noch weiter von Kern entfernt da ihreIonisierungsenergie am geringsten und der Abstand zum Kern somit am groumlszligten ist

Das Schalenmodell

K-Schale

Elektronenschalen

Energiestufen

M-Schale

Elektron

L-Schale

M-Schale

L-Schale

K-Schale

Elektron

Atomkern

Energiestufen

Elektronenschalen

b) In welcher Reihenfolge werden die K- die L- und die M- Schale besetzt Trage die Reihenfolge als Nummer in die Kaumlstchen ein

L-Schale K-Schale M-Schale12 3

Aufgabe 2 a) Als das Restaurant um 18 Uhr oumlffnet betreten acht Personen den Raum Verteile die Gaumlste an die Tische indem du sie in die untere Abbildung einzeichnestb) Eine Stunde spaumlter kommen weitere sieben Gaumlste Ergaumlnze sie mit einem anderen Stift in die untere Abbildungc) Wofuumlr stehen die Kuumlche Tischreihen und Gaumlste

Kuumlche

___________________________Tischreihen

___________________________Gaumlste

___________________________

Aufgabe 2 a) Als das Restaurant um 18 Uhr oumlffnet betreten acht Personen den Raum Verteile die Gaumlste an die Tische indem du sie in die untere Abbildung einzeichnestb) Eine Stunde spaumlter kommen weitere sieben Gaumlste Ergaumlnze sie mit einem anderen Stift in der unteren Abbildungc) Wofuumlr stehen die Kuumlche die Tischreihen und die Gaumlste

Kuumlche

___________________________Tischreihen

___________________________Gaumlste

___________________________

Kuumlche

___________________________Tischreihen

___________________________Gaumlste

___________________________

Atomkern

Schalen

Elektronen

Es handelt sich um das Fluor-Atom

Es handelt sich um das Magnesium-Atom

Es handelt sich um das Phosphor-Atom

Das Schalenmodell

Basisuumlbung - Loumlsung

Ernest RutherfordAtomhuumllle Atomkern

Elektronen NeutronenProtonen neutral

ElektronenOrdnungszahlElektronen

schwererAtomhuumllle

Niels BohrEnergiestufen

entfernenIonisierungsenergie Schalen

Aufgabe 2

Ergaumlnze das Schaubild mit den passenden Begriffen

OMassenzahl

(Anzahl der ___________________

+ ______________________)

8Sauerstoff

Ordnungszahl

(Anzahl der ___________________

= ______________________)

Protonen

Neutronen

Protonen

Elektronen

Elementsymbol

Aufgabe 3

Bestimme die Elektronenzahl der folgenden Elemente

1632119826119826

6Kohlenstoff

Calcium20

20 13 16

Aufgabe 4

Thomas muss die Schalen von innen nach auszligen besetzen Dabei muss jede Schale komplett gefuumlllt sein bevor Thomasmit der naumlchsten Schale weitermachen kann Die innere Schale ist komplett gefuumlllt wenn sie mit zwei Elektronenbesetzt ist Die zweite Schale kann insgesamt acht Elektronen aufnehmen ebenso die dritte SchaleThomas moumlchte insgesamt sieben Elektronen verteilen Die innere Schale kann zwei Elektronen aufnehmen ImAnschluss sind noch fuumlnf Elektronen uumlbrig Alle fuumlnf Elektronen passen in die zweite Schale da dort maximal achtElektronen Platz haben Die zweite Schale ist somit noch nicht voll besetzt und koumlnnte daher auch noch weitereElektronen aufnehmen

Aufgabe 5

Besetze die Schalenmodelle mit Elektronen Verwende anstelle der Punkte das Symbol e-

Wofuumlr steht das Symbol e- _________________________________

e- e-e-

Das Symbol steht fuumlr ein Elektron

Aufgabe 1 Ihr kennt nun verschiedene Modelle die den Aufbau eines Atoms beschreiben Zwei davon sind das Kern-Huumllle und das Schalenmodell

Beschreibt auf der folgenden Seite die Gemeinsamkeiten und Unterschiede die ihr feststellen koumlnnt in einem kurzen Text Verwendet die Begriffe aus dem Kasten

Gemeinsamkeiten Beide Modelle gehen von einem Atomkern und einer Atomhuumllle aus Der Atomkern befindet sich bei beiden Modellen in der Mitte des Atoms und wird in beiden Modellen von einer im Verhaumlltnis um einiges groumlszligeren runden Atomhuumllle umgeben

Unterschiede Beim Kern-Huumllle-Modell finden sich keine Schalen und keine Elektronen Zwar gibt es auch beim Kern-Huumllle-Modell Elektronen die sich in der Atomhuumllle befinden jedoch sind sie in diesem Modell nicht dargestellt Im Schalenmodell kreisen die Elektronen in Elektronenschalen in hoher Geschwindigkeit um den Kern Diese Elektronenschalen finden sich beim Kern-Huumllle-Modell nicht

_____________________ _____________________ _____________________Sauerstoff Aluminium Chlor

e-e- e- e-

Aufgabe 3Erinnert euch daran was die Ionisierungsenergie ist Wenn ihr euch unsicher seid schaut euch noch einmal dasArbeitsblatt 2 aus der Aneignung an

Die Ionisierungsenergie ist die Energie die aufgewendet werden muss um ein Elektron aus der Atomhuumllle zu entfernen

Je naumlher ein Elektron am Kern liegt desto staumlrker wirkt die Anziehungskraft des positiv geladenen Atomkerns auf das negative ElektronEs wird somit staumlrker an den Kern gebunden Demensprechend wird mehr Energie benoumltigt um es zu entfernen Somit ist dieIonisierungsenergie houmlher

Je nachdem in welcher Schale sich die Auszligenelektronen befinden hat dies Einfluss auf die Houmlhe der Ionisierungsenergie Dabeigilt Je weiter ein Elektron vom Kern entfernt ist desto geringer ist die Ionisierungsenergie

a) Die Dominokarten sind heruntergefallen und in Unordnung geraten

Legt sie in der richtigen Reihenfolge aneinander

120783120783120783120783120785120785120785120785119826119826 120783120783120785120785

120785120785120784120784119808119808119808119808 120783120783120783120783120785120785119810119810

Protonen ___________________

Neutronen _________________

Elektronen__________________

Protonen ___________________

Neutronen _________________

Elektronen__________________

Protonen ___________________

Neutronen _________________

Elektronen__________________

Anzahl Elektronen

Selen 79 34 45 34

Sauerstoff 16 8 8 8

Gold 197 79 118 79

Natrium 23 11 12 11

Argon 40 18 22 18

Aufgabe 3

Ein Natrium-Atom hat drei Schalen die mit elf Elektronen besetzt sind Die innere Schale(K-Schale) besitzt zwei Elektronen Die zweite Schale (L-Schale) ist mit acht Elektronen besetzt und die dritte Schale(M-Schale) mit einem Elektron

Aufgabe 4a) Zeichne in das Schalenmodell des Natrium-Atoms die Elektronen mit dem Symbol e- ein Nummeriere dieElektronen in der Reihenfolge in der du sie eingezeichnet hast

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Die beiden Elektronen 1 und 2 haben eine hohe Ionisierungsenergie da sie sich nah am Kern befinden und dort die Anziehungskraft zwischen Kern und Elektronen am groumlszligten ist Dementsprechend wird viel Energie benoumltigt um diese Elektronen aus dem Atom zu entfernen

Elektron 11 liegt auf der aumluszligeren Schale und hat einen groszligen Abstand zum Kern Daher ist seine Ionisierungsenergie im Vergleich zu den uumlbrigen Elektronen am niedrigsten

Gemeinsamkeiten Beide Modelle gehen von einem Atomkern und einer Atomhuumllle aus Der Atomkern befindet sich bei beiden Modellen in der Mitte des Atoms und wird in beiden Faumlllen von einer im Verhaumlltnis um einiges groumlszligeren runden Atomhuumllle umgeben

Wird ein Elektron aus der Atomhuumllle des Natrium-Atoms entfernt sind nur noch zwei Schalen besetzt Weil weniger Schalen besetzt sind als vorher ist der Radius nach der Entfernung kleiner

Im Kern-Huumllle-Modell sind die Elektronen in der Atomhuumllle nicht in Schalen angeordnet Sie verteilen sich uumlber die ganze Atomhuumllle Ob ein Elektron mehr oder weniger vorhanden ist hat im Kern-Huumllle-Modell keine Auswirkung auf den Radius Dies ist eine Grenze des Modells

Aufgabe 1

a) Uumlberlege dir was der Begriff bdquoAtomradiusldquo meint und notiere eine Definition

Der Atomradius ist ein Maszlig fuumlr die Groumlszlige eines Atoms Der Atomradius entspricht naumlherungsweise dem Abstand von der Mitte des Atomkerns bis zum aumluszligeren Rand der Atomhuumllle

Zur Info Der Atomradius des Natrium-Atoms ist im Vergleich zum Atomradius des Kalium-Atoms kleiner da das Natrium-Atom eine Elektronenschale weniger besitzt

Was kannst du beobachten Welche Schluumlsse kannst du daraus ziehen Korrigiere gegebenenfalls deine Vermutung in b)

Beobachtung Werden die Magnete entlang der Linie nach oben geschoben so ziehen sich diese und die rechtenMagnete schlagartig anDeutung Die unteren Magnete symbolisieren die Protonen im Kern und die rechten Magnete stehen fuumlr mehrereElektronen auf der aumluszligersten Schale Der linke Magnet steht fuumlr lediglich ein Elektron auf der aumluszligersten SchaleDa sich die unteren und die rechten Magnete staumlrker anziehen kann daraus geschlossen werden dass dieAnziehungskraft von Kern und Elektronen umso groumlszliger ist je mehr Elektronen in der aumluszligeren Elektronenschalevorhanden sind Sind in der aumluszligeren Schale mehrere Elektronen vorhanden wird diese im Vergleich zu einer aumluszligerenSchale mit nur einem Elektron naumlher zum Kern gezogen Dies hat zur Folge dass der Abstand vom Kern zur aumluszligerenSchale geringer ist und dadurch das Atom und der Atomradius insgesamt kleiner sindDaher gilt fuumlr Aufgabe b) Der Atomradius des Natrium-Atoms ist im Vergleich zum Atomradius des Aluminium-Atomsgroumlszliger da das Natrium-Atom lediglich ein Elektron auf der Auszligenschale hat und diese dadurch weiter entfernt vomKern ist da sie weniger stark angezogen wird

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

e- e- e-e-

bull Schreibe einen kurzen Text in welchem du das veraumlnderte Atom beschreibstWelche Schluumlsse ziehst du daraus

Zu Punkt 1) Das Auszligenelektron auf der M-Schale ist am weitesten vom Kernentfernt und wird demnach am wenigsten angezogen SeineIonisierungsenergie ist also am geringsten deshalb kann dieses Elektron ambesten entfernt werdenZu Punkt 3) Nach der Entfernung bdquoverschwindetldquo die aumluszligerste Schale da sie keine weiteren Elektronen mehrbesitzt Die Atomhuumllle wird kleiner da nun eine Schale fehlt Auszligerdem ist vor der Entfernung die Zahl derProtonen und Elektronen gleich und das Atom damit neutral Nach der Entfernung des Elektrons fehlt eine negativeLadung die positiven Ladungen im Kern bleiben aber gleich Daher ist das Atom nun nicht mehr neutral sondernhat eine positive Ladung mehr

Ein Natrium-Atom besitzt ein Elektron auf der dritten Schale und ein Magnesium-Atom besitzt zwei Elektronen auf derdritten Schale Wuumlrden Elektronen entfernt werden koumlnnten beim Magnesium-Atom beide Elektronen aus der drittenSchale entfernt werden Beim Natrium-Atom koumlnnte das erste Elektron aus der dritten Schale entfernt werden aber daszweite Elektron muumlsste aus der zweiten Schale entfernt werden Da diese Schale naumlher am Kern ist ist die zugehoumlrigeIonisierungsenergie um ein Vielfaches houmlher

lt oder gt Li gt Li+

K+ lt KF- gt F Li lt NaH+ lt HeBr lt Br-

Na+ lt Na

Die Ordnung im Periodensystem der Elemente

SchalenmodellPeriodensystem3 Aneignung

Be C N F Ne

Na Al S Ar

4 6 7 9 10

11 13 16 18

1 p+ 2 p+

4 p+ 6 p+ 7 p+9 p+ 10 p+

11 p+ 13 p+ 16 p+ 18 p+

Aufgabe 2

____________________________________________________________________________________________

1 Von oben nach unten erhoumlht sich die Zahl der Schalen in jeder Zeile um eins

2 Von links nach rechts erhoumlht sich der Zahl der Elektronen auf der aumluszligersten Schale um eins

____________________________________________________________________________________________

Spalten Zeilen Ordnungszahl roumlmische Zahlen fuumlr die Spalten arabische Zahlen fuumlr die Zeilen Elementsymbole hellip

Gebastelt Zeilen nicht mit K L M benannt keine Massenzahl

Buch keine Schalenmodelle keine Elektronen

_____________________

______________________________

4 Die Oktett-Regel lautet _____________________________________________________________

Eine Ausnahme davon stellt die _________________________________________ dar

______________________________________________________________ ab

Auszligenelektronen

Valenzelektronen

Hauptgruppe

Periode

Elemente mit acht Valenzelektronen sind besonders stabil

der Anzahl ihrer Valenzelektronen

erste Periode mit dem Element Helium

Das Periodensystem

SchalenmodellPeriodensystem3 Basisuumlbung

Hauptgruppe

ValenzelektronenH He

Be C N F Ne

Na Al S Ar

4 6 7 9 10

11 13 16 18

1 p+ 2 p+

4 p+ 6 p+ 7 p+ 9 p+ 10 p+

11 p+ 13 p+ 16 p+18 p+

____________________________________________________________________________________________

Schwefel hat sechs Elektronen in der Valenzschale und steht in der 6 Hauptgruppe Die Zahl der Valenzelektronen

entspricht also der Nummer der Hauptgruppe

____________________________________________________________________________________________

Die Nummer der Hauptgruppe in der das Element steht entspricht der Zahl seiner Valenzelektronen

Helium steht in der 8 Hauptgruppe hat aber nur zwei Elektronen in der Valenzschale Da die erste Schale aber

nur zwei Elektronen fassen kann ist die Oktett-Regel in diesem Fall erfuumlllt und Helium damit ein Edelgas

____________________________________________________________________________________________

Eine mit acht Elektronen besetzte Valenzschale ist besonders stabil

Element-name

Element-symbol

Zahl der Schalen

Zahl der Valenz-

elektronen

Buchstabeder

Valenzschale

Lewis-Schreib-

Natrium Na 3 1 3 1 M Na

Krypton Kr 4 8 4 8 N Kr

Kohlenstoff C 2 4 2 4 L C

Gallium Ga 4 3 4 3 N Ga

Silicium Si 3 4 3 4 M Si

Fluor F 2 7 2 7 L F

Chlor Cl 3 7 3 7 M Cl

Aufgabe 1 a) Loumlse das Kreuzwortraumltsel Die Fragen findest du auf der naumlchsten Seite Einige Loumlsungswoumlrter sind bereits vorgegeben Formuliere dazu die passende Frage Wenn du dir unsicher bist schaue dir noch einmal das Arbeitsblatt 2 aus der Aneignung an (bdquoszligldquo wird im Kreuzwortraumltsel zu bdquossldquo)

Bevor du mit der Bearbeitung des Arbeitsblattes beginnst denke daran dir ein Ziel zu setzen das du mithilfe dieses Arbeitsblattes erreichen willst Vielleicht helfen dir dabei die Faumlhigkeiten aus dem Selbsteinschaumltzungsbogen

RUTHERFORD

Fragen

3 ___________________________________________________________________

_____________________________________________________________

8 ___________________________________________________________________

_____________________________________________________________

10 ___________________________________________________________________

_____________________________________________________________

F L U O R

HAUPTG

C H E M I S C H E N

P R O T O N E N

P E R I O D E L

VALENZ

Wie nennt man die Elektronen auf der aumluszligersten Schale

Wie heiszligt die Regel die besagt dass Atome mit 8 Valenzelektronen

besonders stabil sind

Wie wird die aumluszligerste Schale eines Atoms auch genannt

H O S P H O R

Elementsymbol

ElektronenpaarElektron

C Coder

________________________________________________________________________________________________

b) Mg Mgoder

________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

Kohlenstoff steht in der 4 Hauptgruppe und hat damit vier Valenzelektronen

Magnesium steht in der 2 Hauptgruppe und hat damit zwei Valenzelektronen Da es nicht mehr als vier Elektronen

sind werden sie nicht zusammengefasst

Al oder Al________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

d) S Soder

________________________________________________________________________________________________

Aluminium steht in der 3 Hauptgruppe und hat daher drei Valenzelektronen

Schwefel steht in der 6 Hauptgruppe und hat damit sechs Valenzelektronen Jeweils zwei Elektronen werden zu einem

Strich zusammengefasst zwei stehen alleine

1____________________________________________________________________________________

2________________________________________________________________________________

H He Li Be

Die Anzahl der Auszligenelektronen kann abgelesen werden

Es ist ersichtlich um welches Element es sich handelt

Die Anzahl der Schalen wird durch die Lewis-Schreibweise nicht geliefert Auszligerdem kann man die Protonen- und Massenzahl nicht ablesen

Die bunten Karten sind nach den Kriterien bdquoFarbeldquo und bdquoFormldquo angeordnet Die Farbe bleibt innerhalb einer Periodegleich allerdings unterscheidet sich die verwendete Form Innerhalb der Hauptgruppen bleibt die Form gleich und dieFarbe aumlndert sich von Periode zu Periode Eine Ausnahme ist die Form die fuumlr das Wasserstoffatom in der erstenHauptgruppe verwendet wurde

Die Farbe steht fuumlr die gleiche Anzahl an Schalen innerhalb einer Periode Die Form steht fuumlr die gleichen Eigenschaften innerhalb einer Hauptgruppe Die Form in der ersten Hauptgruppe faumlllt aus der Reihe weil Wasserstoff andere Eigenschaften als die anderen Elemente der ersten Hauptgruppe hat

c) In Tabelle 1 seht ihr verschiedene Aussagen zu den Elementen Kreuzt an welches der beiden Periodensysteme die jeweilige Aussage stuumltzt

bdquoWasserstoff hat andere chemische Eigenschaften als die anderen Elementeder ersten Hauptgruppeldquo XbdquoAtome eines Elements bestehen unter anderem aus Elektronenldquo

bdquoDie Elemente der zweiten Hauptgruppe haben aumlhnliche chemischeEigenschaftenldquo XbdquoJe houmlher die Periode ist desto groumlszliger ist das Atomldquo

Gemeinsamkeiten Die Hauptgruppen und Perioden sowie die Elementsymbole sind bei beiden Periodensystemen zuerkennen Man kann erkennen dass es innerhalb der Hauptgruppen und Perioden Gemeinsamkeiten zwischen denElementen gibt

Unterschiede Man kann nur beim gebastelten Periodensystem sehen welche Gemeinsamkeiten es im Atombauinnerhalb von Hauptgruppen und Perioden gibt Das bunte Periodensystem kann nur zeigen dass es Gemeinsamkeitengibt man erkennt jedoch nicht worin diese Gemeinsamkeiten bestehen Die Sonderstellung von Wasserstoff (chemEigenschaften) ist nur im bunten Periodensystem zu sehen dafuumlr zeigt das gebastelte Periodensystem dieBesonderheit im Aufbau des Heliumatoms Im bunten Periodensystem sind weder Elektronen noch Schalen zu sehenAuszligerdem gibt es keine Auskunft uumlber Groumlszlige und Ordnungszahl der Atome

Die Unterschiede in den Periodensystemen entstehen dadurch dass bei der Konstruktion unterschiedliche Annahmenzugrunde gelegt wurden Beim bunten Periodensystem wurden die aumlhnlichen Eigenschaften der Elemente innerhalbeiner Hauptgruppe fokussiert Diese wurden mit der gleichen Form innerhalb der Hauptgruppen dargestellt Innerhalbder Perioden wird durch die gleiche Farbe gezeigt dass Elemente innerhalb der Perioden aumlhnliche Eigenschaftenhaben welche dies jedoch sind kann nicht gezeigt werden Beim gebastelten Periodensystem wird der Schwerpunktauf den Atombau gelegt Die gemeinsamen chemischen Eigenschaften sind nur uumlber die Valenzelektronen erkennbarDafuumlr muss man den Aufbau der Atome nachvollziehen und die Gemeinsamkeiten und Unterschiede erkennen

Innerhalb einer Hauptgruppe sind die chemischen Eigenschaften der Elemente aumlhnlich dafuumlr stehen die Formen Das basiert letztendlich auf der gleichen Zahl von Valenzelektronen innerhalb der Hauptgruppen Innerhalb der Perioden bleibt die Schalenzahl gleich die Farbe der Formen steht fuumlr diese Gemeinsamkeit Die Sonderstellung des Wasserstoffs bezieht sich auf die chemischen Eigenschaften und nicht auf die Valenzelektronenzahl daher wird hier eine andere Form verwendet als bei den anderen Elementen der ersten Hauptgruppe

Das Schalenmodell des Helium-Atoms hat einen anderen Aufbau als die uumlbrigen Elemente seiner Hauptgruppe Da die Oktett-Regel aber trotzdem erfuumlllt ist hat Helium dieselben chemischen Eigenschaften wie die anderen Elemente seiner Hauptgruppe Da nur die Eigenschaften im Modell beruumlcksichtigt werden bekommt Helium dieselbe Form wie die anderen Elemente der 8 Hauptgruppe

Bei Franziskas Aussage muss man sich uumlberlegen was ein bdquoechtes Periodensystemldquo ist Im bunten Periodensystemwerden die Elemente systematisch nach einem bestimmten Kriterium den chemischen Eigenschaften geordnet Sogesehen handelt es sich beim bunten Periodensystem auch um ein echtes Periodensystem Daruumlber hinaus enthaumllt esaber kaum weitere Informationen uumlber die Elemente

Frederiks Aussage muss man widersprechen da das bunte Karten-Periodensystem lediglich Informationen uumlbergemeinsame Eigenschaften enthaumllt Das gebastelte Periodensystem enthaumllt diese Information ebenfalls wenn auchindirekt uumlber die Zahl der Valenzelektronen Daruumlber hinaus enthaumllt es auch weitere Informationen wie dieElektronenzahl die Ordnungszahl die Valenzelektronenzahl hellip

Der Messwert der zu Natrium (Ordnungszahl 11) gehoumlrt lautet 51 eV Dieser Wert steht fuumlr die erste Ionisierungsenergie des Natrium-Atoms und somit fuumlr die Energie die aufgewendet werden muss um das erste Elektron aus der Atomhuumllle zu entfernen

Verbindet man diejenigen Werte miteinander die zu Elementen derselben Periode gehoumlren faumlllt auf dass die Ionisierungsenergie innerhalb der Periode von links nach rechts zunimmt Zudem ist zu beobachten dass die Ionisierungsenergie innerhalb einer Hauptgruppe von oben nach unten abnimmt

c) In der nachstehenden Tabelle sind weitere 1 Ionisierungsenergien verschiedener Elemente aufgefuumlhrt Tragt dieWerte in das obenstehende Diagramm ein Beschreibt eure Beobachtung

Traumlgt man die Werte in das Diagramm ein so faumlllt auf dass die Punkte auf den Verbindungslinien der Elementeeiner Periode liegen Es liegt nahe zu vermuten dass die Ionisierungsenergien der Elemente der 2 bis 7Hauptgruppe zwischen denen der 1 und 8 Hauptgruppe liegen

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Li NaK Rb Cs

Innerhalb einer Periode nimmt die Ionisierungsenergie von links nach rechts zu Das liegt daran dass die Zahl derValenzelektronen von links nach rechts zunimmt wodurch die Auszligenschale staumlrker vom Kern angezogen wird unddiesem dadurch naumlher ist Durch die hohe Anziehungskraft ist es folglich schwieriger ein Elektron aus der Atomhuumllle zuentfernen wodurch die Ionisierungsenergie mit steigender Anzahl an Valenzelektronen und somit von links nachrechts innerhalb einer Periode zunimmt

Bei den Elementen deren Auszligenschale komplett gefuumlllt ist (8 Hauptgruppe) ist die Ionisierungsenergie der einzelnenElektronen besonders hoch Das Entfernen eines Elektrons wird damit zunehmend unwahrscheinlicher und die Schalebleibt stabil

Eine weitere Gesetzmaumlszligigkeit besteht darin dass die Ionisierungsenergie innerhalb einer Hauptgruppe von oben nachunten abnimmt Dies hat mit der Anzahl der Schalen zu tun Je weiter unten in einer Hauptgruppe ein Element stehtdesto mehr Schalen besitzt das dazugehoumlrige Atom Die jeweiligen Valenzelektronen sind dadurch weiter vom Kernentfernt weshalb sie leichter aus der Atomhuumllle entfernt werden koumlnnen und die Ionisierungsenergie geringer ist

Lewis-SchreibweiseSchalenmodell

Die Lewis-Schreibweise ist kurz und kann schnell erstellt werden Daher eignet sie sich wenn man eine schnelleInformation uumlber das Element und seine Eigenschaften benoumltigt Das Schalenmodell ist aufwendiger und liefertgenauere Informationen uumlber den Aufbau des Atoms und seine Position im Periodensystem Um welches Element essich handelt kann man aber nicht direkt erkennen

Foliennummer 1

Foliennummer 2

Foliennummer 3

Foliennummer 4

Foliennummer 5

Foliennummer 6

Foliennummer 7

Foliennummer 8

Foliennummer 9

Der Rutherfordlsquosche Streuversuch

Foliennummer 11

Foliennummer 12

Foliennummer 13

Foliennummer 14

Foliennummer 15

Foliennummer 16

Der Atomkern

Foliennummer 18

Foliennummer 19

Foliennummer 20

Foliennummer 21

Foliennummer 23

Foliennummer 24

Foliennummer 25

Foliennummer 26

Foliennummer 27

Foliennummer 28

Foliennummer 29

Foliennummer 30

Der Atomkern

Foliennummer 32

Foliennummer 33

Foliennummer 34

Foliennummer 35

Foliennummer 36

Foliennummer 38

Foliennummer 39

Foliennummer 41

Foliennummer 42

Foliennummer 43

Foliennummer 45

Foliennummer 46

Foliennummer 47

Foliennummer 48

Foliennummer 49

Foliennummer 51

Foliennummer 52

Foliennummer 53

Foliennummer 54

Foliennummer 55

Foliennummer 56

Foliennummer 57

Foliennummer 58

Foliennummer 59

Foliennummer 60

Foliennummer 61

Foliennummer 62

Foliennummer 63

Die Atomhuumllle

Foliennummer 65

Foliennummer 66

Foliennummer 67

Foliennummer 68

Foliennummer 70

Foliennummer 71

Foliennummer 72

Foliennummer 73

Foliennummer 74

Foliennummer 75

Das Schalenmodell

Foliennummer 77

Foliennummer 78

Foliennummer 79

Foliennummer 80

Foliennummer 81

Foliennummer 82

Foliennummer 83

Das Schalenmodell

Foliennummer 85

Foliennummer 86

Foliennummer 87

Foliennummer 88

Foliennummer 89

Foliennummer 90

Foliennummer 92

Foliennummer 93

Foliennummer 95

Foliennummer 96

Foliennummer 97

Foliennummer 98

Foliennummer 99

Foliennummer 100

Foliennummer 102

Foliennummer 103

Foliennummer 104

Foliennummer 105

Foliennummer 106

Foliennummer 107

Foliennummer 108

Foliennummer 109

Foliennummer 110

Foliennummer 111

Foliennummer 112

Foliennummer 114

Foliennummer 115

Foliennummer 116

Foliennummer 117

Foliennummer 118

Foliennummer 119

Foliennummer 120

Foliennummer 121

Foliennummer 122

Foliennummer 123

Die Ordnung im Periodensystem der Elemente (PSE)

Foliennummer 125

Foliennummer 126

Foliennummer 127

Foliennummer 128

Foliennummer 130

Foliennummer 131

Foliennummer 132

Foliennummer 133

Das Periodensystem

Foliennummer 135

Foliennummer 136

Foliennummer 137

Foliennummer 138

Foliennummer 139

Foliennummer 141

Foliennummer 142

Foliennummer 144

Foliennummer 145

Foliennummer 146

Foliennummer 147

Foliennummer 148

Foliennummer 149

Foliennummer 150

Foliennummer 151

Foliennummer 152

Foliennummer 153

Foliennummer 154

Foliennummer 155

Foliennummer 157

Foliennummer 158

Foliennummer 159

Foliennummer 160

Foliennummer 161

Foliennummer 162

Foliennummer 163

Foliennummer 164

Foliennummer 165

Foliennummer 167

Foliennummer 168

Foliennummer 169

Foliennummer 170

Foliennummer 171

Foliennummer 172

Foliennummer 173

Foliennummer 174

Foliennummer 175

Foliennummer 176

Foliennummer 177

Foliennummer 178

Foliennummer 179

Foliennummer 180

Foliennummer 182

Foliennummer 183

Foliennummer 184

Foliennummer 185

Der Atomkern

Foliennummer 187

Foliennummer 188

Foliennummer 189

Foliennummer 191

Foliennummer 192

Foliennummer 193

Foliennummer 194

Der Atomkern

Foliennummer 196

Foliennummer 197

Foliennummer 198

Foliennummer 199

Foliennummer 200

Foliennummer 202

Foliennummer 203

Foliennummer 204

Foliennummer 206

Foliennummer 207

Foliennummer 208

Die Atomhuumllle

Foliennummer 210

Foliennummer 211

Foliennummer 212

Foliennummer 214

Foliennummer 215

Foliennummer 216

Foliennummer 217

Das Schalenmodell

Foliennummer 219

Foliennummer 220

Foliennummer 221

Foliennummer 222

Foliennummer 223

Foliennummer 224

Das Schalenmodell

Foliennummer 226

Foliennummer 227

Foliennummer 228

Foliennummer 229

Foliennummer 230

Foliennummer 231

Foliennummer 233

Foliennummer 234

Foliennummer 235

Foliennummer 236

Foliennummer 237

Foliennummer 238

Foliennummer 240

Foliennummer 241

Foliennummer 242

Foliennummer 243

Foliennummer 244

Foliennummer 245

Foliennummer 246

Foliennummer 247

Foliennummer 248

Foliennummer 249

Foliennummer 251

Foliennummer 252

Foliennummer 253

Foliennummer 254

Foliennummer 255

Foliennummer 256

Foliennummer 257

Foliennummer 259

Foliennummer 260

Foliennummer 261

Foliennummer 263

Foliennummer 264

Das Periodensystem

Foliennummer 266

Foliennummer 267

Foliennummer 268

Foliennummer 269

Foliennummer 270

Foliennummer 272

Foliennummer 273

Foliennummer 274

Foliennummer 275

Foliennummer 276

Foliennummer 277

Foliennummer 278

Foliennummer 279

Foliennummer 280

Foliennummer 281

Foliennummer 282

Foliennummer 284

Foliennummer 285

Foliennummer 286

Foliennummer 288

Foliennummer 289

Foliennummer 290

Foliennummer 291

Foliennummer 292

Foliennummer 293

Foliennummer 294

Foliennummer 295

Foliennummer 296

Foliennummer 297