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Brückenkurs Chemie: AC Seminar Tag 1 Professur für Anorganische Chemie 1/ Dr. Jürgen Getzschmann Hörsaal POT/0081/H // 23.09.2019 Folie 1

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Dr. Jürgen Getzschmann

Seminar zum Brückenkurs Chemie 2019 Atombau, Periodensystem der Elemente

Dresden, 23.09.2019

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Aufbau des Atomkerns und radioaktiver Zerfall

- Erläutern Sie den Aufbau der Atomkerne (Elementarteilchen, Massendefekt....)!

- Informieren Sie sich über die Symbolik bei der Kennzeichnung von Atomkernen und vervollständigen Sie folgende Angaben: 32S, 56Fe, 13…, 92

238…

- Erklären Sie die Begriffe Isotope, Isobare, Isotone und ordnen Sie die nachstehenden Beispiele zu:

11𝐻𝐻 2

4𝐻𝐻𝑒𝑒 37𝐿𝐿𝐿𝐿 3

7𝐿𝐿𝐿𝐿 12𝐻𝐻 4

7𝐵𝐵𝑒𝑒 612𝐶𝐶 2

3𝐻𝐻𝑒𝑒 613𝐶𝐶 1

3𝐻𝐻

- Magnesium kommt in der Natur als Isotopengemisch vor: 78,99 % 24Mg (Ar = 23,98504),

10 % 25Mg (Ar = 24,98584) und 11,01 % 26Mg (Ar = 25,98259).

a) Welche relative und welche absolute Atommasse hat natürliches Magnesium?

b) Berechnen Sie den Zahlenwert der atomaren Masseneinheit u in g!

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2. Quantenzahlen und Orbitale

− Was sind Orbitale und Quantenzahlen? Welche Werte können die Quantenzahlen annehmen?

− Welche Werte hat die Bahndrehimpulsquantenzahl l für folgende Elektronenniveaus: 2p, 5f, 3s, 4d?

− Stellen Sie für die Hauptquantenzahl n = 4 in einer Tabelle alle möglichen Werte von l, m und s zusammen!

− Wie viele Elektronen eines Atoms können folgende Quantenzahlen gemeinsam haben:a) n=2, l=1, b) n=4, l=2, m=-2, c) n=2, d) n=3, l=2, m=+1?

− Welche der nachstehenden Sätze von Quantenzahlen (n, l, m, s) können für ein Elektron in einem Atom nicht vorkommen (Begründung angeben!):

(4,2,-1,1/2), (5,0,-1,1/2), (4,4,-1,-1/2), (3,2,-2,1/2)?

− Welche Vorstellungen verknüpfen Sie mit den Begriffen 3s-Orbital, 2p-Orbital und 3d-Orbital?

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Orbitale

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Elektronenkonfigurationen von Atomen und Ionen

− Erstellen Sie sich in Vorbereitung auf das Seminar ein allgemeines Energieniveauschema der Elemente mit n=1 bis n=6 mit allen möglichen “Unterniveaus”!

− Geben Sie die Elektronenkonfigurationen für die Elemente Ti, Cr, Cu, Gd und für die Ionen Sc3+, Fe3+, Mn2+, Ti3+, La3+ und Yb3+ an!

− Warum ist für die Lanthanide die Oxidationsstufe 3+ die bevorzugte Oxidationsstufe? Erklären Sie die davon abweichende relativ leichte Darstellbarkeit von Eu2+- und Tb4+-Verbindungen!

− Formulieren Sie für die folgende Ionen die Konfiguration der Außenelektronen: Na+, Be2+, Cl-, S2- und N3-. Welche Gemeinsamkeit liegt vor?

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Energieniveauschema

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Periodische Änderung von Eigenschaften

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Elektronenaffinität

...Energiebetrag in eV, der für die Anlagerung eines Elektrons an ein Atom frei wird bzw. aufgewendet werden muss A + e- → A-

LiNaKRbCsFr

BeMgCaSrBaRa

B C N O NeArKrXeRn

FClBrIAt

He1234567

I II III IV V VI VII VIII H

SSeTePo

PAsSbBi

SiGeSnPb

AlGaInTlE A

nim

mt z

u

EA nimmt ab

A + e- A- + Elektronenaffinität (EA)

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Periodische Änderung von Eigenschaften

− Erkennen Sie in den folgenden Paaren das jeweilige Atom oder Ion mit dem größeren Radius: Cl oder S, Cl− oder S2-, Na oder Mg, Mg2+ oder Al3+! (Verallgemeinern Sie Ihre Erkenntnisse!)

− Warum ist die Ionisierungsenergie I2 für Na größer als I2 für Mg, obwohl I1 für Na kleiner als I1 für Mg ist?

− Suchen Sie für ausgewählte Elemente des PSE (H, Mg, S, Br, Pb, Tl, F, Mn, Ti, Fe, Cu, Au) nach Beispielen für Verbindungen mit dem jeweiligen Element in der höchsten und niedrigsten bekannten Oxidationsstufe! (Verallgemeinern Sie Ihre Erkenntnisse!)

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!!