Edelgaskonfiguration – Einführung

Hallo, liebe Freundinnen und Freunde der Chemie! Schön, dass ihr mich auch weiter auf meiner Reise durch das Periodensystem der Elemente begleitet - heute bereits im 11. Teil. Im 10. Teil haben wir uns mit der Elektronenstruktur der Atome befasst. Vor allem haben wir festgestellt, dass die Zahl der Perioden, die ein chemisches Element überstreicht, gleich der Zahl der besetzten Schalen ist. Und als 2. haben wir verkonstatiert, dass die Zahl der Außenelektronen gleich der Nummer der Hauptgruppe ist, in der sich dieses Element befindet. Für uns wichtig ist die untere Aussage: Zahl der Außenelektronen = Nummer der Hauptgruppe, daher nehme ich überflüssige Informationen weg. In diesem Video werden wir uns näher mit den Außenelektronen und ihrer Bedeutung für die Stabilität eines Atoms befassen. Zunächst aber werden wir etwas üben: Ich zeige euch ein chemisches Element, und ihr sagt mir, wie viele Außenelektronen es hat: H, Wasserstoff. 1. Richtig. Wie viel Außenelektronen hat dieses chemische Element? Es ist das chemische Element Magnesium. Richtig, Magnesium hat 2 Außenelektronen. Über wie viele Außenelektronen verfügt dieses chemische Element mit dem Symbol P? Es ist das chemische Element Phosphor. Richtig, Phosphor hat Atome, die 5 Außenelektronen besitzen. Ein weiteres Beispiel, nehmen wir doch dieses chemische Element. Wie viel Außenelektronen haben die Atome dieses chemischen Elementes? Es ist das chemische Element Aluminium. Richtig, ein Aluminiumatom hat 3 Außenelektronen. Gehen wir doch weiter nach rechts. Wie viele Außenelektronen hat ein Atom dieses chemischen Elementes? Es handelt sich um das chemische Element Fluor, durch ein Symbol F gekennzeichnet. Richtig, ein Fluoratom hat 7 Außenelektronen. Wagen wir nun den Schritt bis ganz nach rechts. Das ist das Edelgas Neon, mit dem Symbol Ne gekennzeichnet. Richtig, ein Neonatom hat 8 Außenelektronen. Ein Neonatom hat 8 Außenelektronen, diese Elektronenstruktur nennt man Edelgaskonfiguration. Teilchen mit Edelgaskonfiguration haben eine hohe Stabilität. Nun, die Edelgase sind stabil. Für mich als Chemiker stellt sich die Frage: Wie ist es aber möglich, dass andere Teilchen vielleicht auch eine solche Edelgaskonfiguration erreichen? Das ist auf zweierlei Arten möglich. Nehmen wir zum Beispiel Lithium. Lithium ist ein chemisches Element, dass ein einziges Außenelektron besitzt. Daher gibt dieses Lithiumatom dieses einzige Außenelektron gerne ab. Lithium --> Lithium+ + 1 Elektron. Da es dieses Außenelektron verliert, bleibt die Struktur der Elektronen zurück, die darunterliegt, nämlich in der 1. Schale. Und das sind genau 2 Elektronen. Damit erhält das Lithiumteilchen eine Heliumkonfiguration, also eine Edelgaskonfiguration. So funktioniert es, wenn ein Atom 1 oder 2 weniger Außenelektronen hat. Wenn allerdings ein Atom eines chemischen Elementes viele Außenelektronen hat, nicht ganz so viele wie ein Edelgas, nehmen wir einmal an 7, wie beim Fluor, dann haben wir es mit einem anderen Prozess zu tun. Dem Fluoratom fehlt genau ein einziges Elektron um eine Edelgaskonfiguration zu erreichen. Warum es nicht aufnehmen, wenn es zur Verfügung steht? Das heißt, ein Fluoratom reagiert mit einem Elektron zu einem Fluorteilchen, welches negativ geladen ist. Wenn ein Fluoratom dieses eine Elektron aufnimmt, rückt es im Periodensystem der Elemente bezüglich der Elektronenstruktur um einen Platz nach rechts - es erhält Neonkonfiguration, wieder eine Edelgaskonfiguration. Und so gelingt es, aus ziemlich unstabilen Teilchen relativ stabile Teilchen zu bilden. Das positiv geladene Lithiumteilchen nennt man Lithium-Ion. Das negativ geladen Fluorteilchen nennt man Fluorid-Ion. Fassen wir zusammen: Durch Elektronenabgabe oder -aufnahme entstehen Ionen mit Edelgaskonfiguration. So, schon begonnen und schon wieder am Ende. Ich wünsche allen Hörern und Zuschauern alles Gute und viel Erfolg - tschüss!