Bausteine der Materie - Willi und Co informieren

Bausteine der Materie – Fragen und Antworten
1. Erkläre die Atomvorstellung von John Dalton:
A. Dalton definierte das Atom als kleinstes nicht weiter teilbares Partikel, aus dem
jede Materie besteht. Ein Atom kann weder erzeugt noch vernichtet werden.
2. Erkläre den Begriff Atom
A. Ein Atom besteht aus einem positiv geladenen Kern und ihn umkreisenden negativ
geladenen Elektronen. Der Atomkern enthält meist noch elektrisch neutrale
Neutronen. Die Masse eines Neutrons ist so groß wie die eines Protons. Die gesamt
Masse eines Atoms liegt in seinem Atomkern.
3. Was hat Rutherford durch seinen Streuversuch herausgefunden?
A. Er hat gezeigt, dass Atome keine massiven Kugeln sind und zwischen dem
Atomkern und seinen Elektronen ein großer luftleerer Raum besteht und die gesamte
Masse des Atoms im Atomkern vereinigt ist.
4. Welche Unterschiede gibt es zwischen dem Kugelmodell von Dalton und dem
Kern-Hülle-Modell von Rutherford?
A. Nach den Vorstellungen Daltons sind Atome massive Kugeln, die kleinsten Teile
der Materie und nicht weiter teilbar. Der Streuversuch Ratherfords zeigte jedoch
Atome, die aus kleinen Atomkernen und einer voluminösen Hülle bestehen. Die
Masse des Atoms ist weitgehend im Atomkern vereinigt. Die weitgehend
massenlosen Elektronen umkreisen den Atomkern in der Elektronenhülle. Die
Ablenkung der alpha-Teilchen deutet auf einen positiv geladenen Atomkern hin.
5. Kohlenstoff C was sagt uns die
a) Ordnungszahl 6 A. Der Atomkern enthält 6 Protonen und die Elektronenhülle 6
Elektronen.
b) Nukleonenzahl 12 A. Der Atomkern besteht aus 6 Protonen und 6 Neutronen.
c) Elementsymbol C A. Das Symbol steht für Carbon, Kohlenstoff.
6. Erkläre die Ordnungszahl
A. Die Ordnungszahl ist eine laufende Nummer, die den Elementen zugeordnet sind.
Sie gibt zudem die Anzahl der positiv geladenen Protonen im Kern an. Da das Atom
als Ganzes neutral ist, müssen sich in der Elektronenhülle ebenfalls 6 negativ
geladen Elektronen befinden.
7. Zeichne das Schalenmodell vom Sauerstoff
8. Was ist ein Neutron?
A. Ein Neutron ist ein elektrisch neutrales Nukleon, also ein neutralesTeilchen eines
Atomkerns
9. Zeichne den Schalenaufbau von Aluminium und gib an wie viele
b) Elektronen, A. 13
c) Protonen, A. 13
c) Neutronen, A. 14
Aluminium besitzt.
10. Wie viele Neutronen besitzt Jod?
A. 74
11. Wie viele Außenelektronen und Schalen hat
a) Kalium, A. 2 Außenelektronen und 4 Schalen
b) Argon, A. 8 Außenelektronen und 3 Schalen
12. Erkläre vier Gemeinsamkeiten der Erdalkalimetalle
A. Stehen in der zweiten Hauptgruppe und haben damit zwei Elektronen in der
äußersten Schale, sind alle Metalle, lassen sich unter Abgabe von zwei Elektronen
leicht oxidieren. Die stabile Oxidationsstufe ist +II. Sie bilden mit Halogenen und
Schalkogenen Metallsalze. Erdalkalimetalle sind gute Strom- und Wärmeleiter.
13. Das Element Lithium hat die durchschnittliche Atommassenzahl 6,9. Wie kann
das sein?
A. Lithium ist ein Element, das aus Isotopen besteht. Isotope sind Atome mit der
gleichen Protonenzahl im Atomkern, aber unterschiedlicher Anzahl an Neutronen.
Isotope des gleichen Elements haben unterschiedliche Masse. Die chemischen
Eigenschaften sind dagegen gleich. Aus dem prozentualen Anteil der Isotopen wird
die mittlere Atommassenzahl als arithmetisches Mittel berechnet. Lithium besteht aus
den Isotopen mit der Massenzahl 7 zu 92,6 % und der Massenzahl 6 zu 7,4 %.
14. Warum leitet eine Kochsalzlösung den elektrischen Strom, festes Kochsalz
aber nicht?
A. In der wässrigen Kochsalzlösung ist NaCl in positiv geladene Na+ - Ionen und
negativ geladene Cl- - Ionen dissoziiert. Beim Anlegen eines elektrischen Feldes
wandern die Anionen zur Anode die Kationen zur Kathode und transportieren damit
Ladung. Es fließt ein Strom. Im festen Kochsalz sitzen die Na+ - und die Cl- - Ionen in
einem Kristallgitter, das sie nicht verlassen können. Es fließt deshalb kein Strom.
b) zeichne das dazu passende Schalenmodell von NaCl
A. Siehe Nr. 24
15. a) Zeichne das Schalenmodell N2
NΞN
b) beschreibe die Bindungsart.
A. Atombindung, Dreifachbindung
c) Erkläre, ob in der Verbindung die Stickstoffatome die Edelgaskonfiguration
erreichen.
A. Im Stickstoffmolekül erreicht jedes Atom durch die Verwendung von drei
Elektronen des anderen Stickstoffatoms die Edelgaskonfiguration.
16. Nach welcher Systematik ist das Periodensystem der Elemente (PSE)
aufgebaut?
A. Es ist eingeteilt in Perioden und Schalen. Jedes Element im Periodensystem ist
einer Ordnungszahl zugeordnet, das der Protonenzahl im Atomkern entspricht.
17. Wie viel Schalen hat Magnesium und welche Buchstaben kennzeichnen sie?
A. Magnesium mit dem Symbol Mg hat drei Schalen, die die Buchstaben K, L und M
tragen.
18. Welche Gemeinsamkeiten haben die Alkalimetalle?
A. Stehen in der ersten Hauptgruppe und haben damit ein Elektron in der äußersten
Schale, sind alle Metalle, lassen sich unter Abgabe von einem Elektronen leicht
oxidieren. Die stabile Oxidationsstufe ist +I. Sie bilden mit Halogenen und
Schalkogenen Metallsalze. Alkalimetalle sind gute Strom- und Wärmeleiter.
19. Was sind Isotope?
A. Isotop steht für gleich. Damit sind Mischelemente gemeint, die aus Atomen mit der
gleichen Anzahl an Protonen, aber unterschiedlicher Anzahl an Neutronen bestehen.
Reinelemente bestehen nur aus einem Isotop.
20. Nenne Misch- und Reinelemente
A. Mischelemente sind z. B. Wasserstoff, Lithium, Kohlenstoff und Chlor.
Reinelemente sind Fluor, Natrium, Aluminium und Phosphor.
21. Erkläre den Begriff Edelgaskonfiguration
A. Von einer Edelgaskonfiguration spricht man, wenn ein Atom oder Ion voll besetzte
Elektronenschalen aufweist – wie Edelgase.
22. Was passiert bei der Elektrolyse von Zinkjodid?
A. In wässriger Lösung dissoziiert Zinkjodid in das Kation Zn2+ und das Anion J-. Bei
der Elektrolyse wird an die Lösung ein elektrisches Feld angelegt. Dies bewirkt eine
Wanderung der Kationen zur Kathode und eine Wanderung der Anionen zur Anode.
An der Kathode nehmen die Kationen je zwei Elektronen auf und werden dadurch
neutral und scheiden sich an der Kathode als Zinküberzug ab. Die Jodid-Ionen geben
an der Anode je ein Elektron ab, wodurch sie neutral werden. Zwei neutralisierte
Jodatome verbinden sich zum Jodmolekül.
23. Erkläre die Ionenbindung am Beispiel von Kochsalz
Bei der Reaktion von Natrium mit Chlor gibt Natrium sein Außenelektron an das
elektronegativere Choratom ab. Durch diesen Elektronenübergang erlangt das NaIon Edelgaskonfiguration und zum Chlorid werdende Chloratom ebenfalls. Wegen der
gegenseitigen Anziehung der gegensätzlich geladenen Ionen bilden sie im
wasserfreien Zustand ein Kristallgitter.
24. Zeichne das Schalenmodell von Natriumchlorid
Na+
Cl-
25. Welche Atombindungen können unterschieden werden?
Einfachbindungen, Zweifachbindungen und Dreifachbindungen.
26. Zeichne das Schalenmodell der Atombindung von gasförmigem Stickstoff
A. Siehe Nr. 15
27. Prüfe, ob bei den folgenden Verbindungen eine Edelgaskonfiguration vorliegt:
SO2, SO3, NO2
SO2 ist planar
A. Bei diesen Verbindungen liegt keine Edelgaskonfiguration vor. Schwefel enthält d-Orbitale
und kann deshalb mehr als Elektronen aufnehmen: 8 in der Außenschale und 10 in den dOrbitalen. Stickstoff enthält in der NO2 – Verbindung ein ungepaartes Elektron in seinem
↔
SO2
SO3
NO2
Orbital. Ein weiteres Elektron ist delokalisiert zwischen den beiden Sauerstoffatomen und
dem Stickstoffatom.

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