Das Periodensystem ist mehr als eine Liste von Elementsymbolen. Lies ein Elementfeld sicher und erkenne, wie die Position eines Elements mit seinem Atombau zusammenhängt.
01 · Dein Startpunkt
Drei kurze Aufgaben helfen dir, deinen Startpunkt zu finden. Wenn du unsicher bist, wähle „Weiß ich noch nicht“.
Entscheide ohne Nachschlagen. Pro Aufgabe passt genau eine Antwort.
Das Periodensystem ordnet die Elemente nach steigender Ordnungszahl, also nach der Zahl ihrer Protonen. Wasserstoff beginnt mit Z = 1, Helium folgt mit Z = 2. Das jeweils nächste Element besitzt ein Proton mehr im Kern. Die Ordnung richtet sich nicht einfach nach der aufgedruckten Atommasse.
Ähnliche chemische Eigenschaften treten in regelmäßigen Abständen wieder auf. Deshalb stehen Elemente mit verwandtem Verhalten häufig untereinander. Die Elektronenverteilung hilft, diese Wiederholung zu erklären: Für viele Reaktionen sind die Außenelektronen besonders wichtig.
Eine waagerechte Zeile heißt Periode, eine senkrechte Spalte Gruppe. Die heute übliche Gruppennummerierung reicht von 1 bis 18. Als Hauptgruppen bezeichnet man die Gruppen 1, 2 und 13 bis 18. Die dazwischenliegenden Gruppen 3 bis 12 enthalten die Übergangsmetalle.
Ein Feld enthält meist die Ordnungszahl, das Elementsymbol, den Elementnamen und eine Atommasse. Die genaue Position dieser Angaben hängt von der Ausgabe ab; lies deshalb die Legende. Groß- und Kleinschreibung sind wichtig: Cl ist Chlor, während C allein für Kohlenstoff steht.
17: Ordnungszahl → 17 Protonen im Kern.
Cl: Elementsymbol → großes C, kleines l.
Chlor: Name des Elements.
35,45 u: gerundete mittlere Atommasse → keine Massenzahl eines einzelnen Atoms.
Natürliches Chlor enthält verschiedene Isotope. Ihre Massen tragen entsprechend ihren Häufigkeiten zum Mittelwert bei. Für die Neutronenzahl eines bestimmten Chloratoms brauchst du daher seine Massenzahl, etwa 35 bei Chlor-35. Dann gilt N = 35 − 17 = 18. Runde nicht einfach 35,45, um für jedes Chloratom eine Neutronenzahl zu behaupten.
Wähle ein Element. Die markierte Zeile zeigt seine Periode, die markierte Spalte seine Gruppe. Lies dann ab, wie viele Schalen und Außenelektronen das neutrale Atom besitzt.
Wasserstoff: Ordnungszahl 1, Periode 1, Gruppe 1. Blau markiert ist die Periode, grün die Gruppe, dunkel umrandet das ausgewählte Element. Beim neutralen Atom sind 1 Schalen besetzt; es besitzt 1 Außenelektronen.
Vorhersagen und überprüfen: Vergleiche Natrium und Magnesium. Was bleibt gleich, was ändert sich? Prüfe danach, warum Helium trotz nur zwei Elektronen in Gruppe 18 steht.
Natrium und Magnesium stehen in Periode 3 und besitzen je drei besetzte Schalen. Die Außenelektronenzahl steigt von 1 auf 2. Helium hat nur eine besetzte Schale; diese ist bereits mit zwei Elektronen vollständig gefüllt.
Die Grafik zeigt bewusst nur die ersten 18 Elemente und die Hauptgruppenspalten. Die Gruppen 3 bis 12 sind in diesen Perioden noch nicht besetzt und hier ausgelassen. Wähle sechs Vergleichselemente aus; die anderen Felder dienen der Orientierung. Die Zahlen über den Spalten sind Gruppennummern, die Zahlen links Periodennummern.
Hier findest du alle 118 Elemente mit Ordnungszahl und Elementsymbol. Oben stehen die Gruppen 1 bis 18, links die Perioden 1 bis 7. Auf kleinen Bildschirmen kannst du die Grafik seitlich verschieben.
Die getrennt gezeichneten Lanthanoide und Actinoide sind keine zusätzlichen Perioden. Die Platzhalter zeigen, wo die Reihen eingefügt werden. Diese kompakte Anordnung legt die umstrittene Detailzuordnung der Gruppe 3 nicht fest.
Die Farben unterscheiden Hauptgruppen, den mittleren Tabellenbereich und die zwei ausgelagerten Reihen. Sie stehen nicht für Aggregatzustände oder Gefährlichkeit. Atommassen findest du in der ausführlichen IUPAC-Tabelle.
1. Ordnungszahl: Z = 17 bedeutet 17 Protonen. Ein neutrales Chloratom besitzt damit auch 17 Elektronen; für ein Ion muss die Ladung zusätzlich berücksichtigt werden.
2. Periode: Chlor steht in der dritten Zeile. Beim neutralen Atom im Grundzustand sind drei Elektronenschalen besetzt.
3. Hauptgruppe: Chlor steht in Gruppe 17, traditionell der siebten Hauptgruppe. Es besitzt sieben Außenelektronen. Für die Gruppen 13 bis 18 erhältst du die gewöhnliche Außenelektronenzahl durch Abziehen von zehn – mit Helium als Ausnahme.
4. Zusammensetzen: Die Elektronenverteilung lautet 2 | 8 | 7. Die Summe ist 17 und stimmt mit der Elektronenzahl überein. Diese Kontrolle verbindet die Position im Periodensystem mit dem Schalenmodell.
Bei neutralen Hauptgruppenatomen im Grundzustand gilt: Gruppe 1 hat ein Außenelektron, Gruppe 2 hat zwei. Die Gruppen 13 bis 18 haben normalerweise drei bis acht. Helium steht in Gruppe 18, besitzt aber nur zwei Elektronen: Seine erste und einzige besetzte Schale ist damit vollständig gefüllt.
Die Regel ist kein allgemeiner Zähltrick für alle Gruppen. Bei Übergangsmetallen spielen mehrere Unterschalen eine Rolle. Ebenso darfst du die Schalenanzahl eines Ions nicht ungeprüft aus der Periode seines Elements übernehmen: Na⁺ besitzt beispielsweise nur noch die Belegung 2 | 8, obwohl Natrium in Periode 3 steht.
Vergleiche Natrium und Magnesium in derselben Periode: Beide besitzen drei besetzte Schalen, aber unterschiedlich viele Außenelektronen. Vergleiche Helium und Argon in derselben Gruppe: Beide haben eine vollständig gefüllte Außenschale, aber unterschiedliche Schalen- und Elektronenzahlen.
| Gruppe heute | Traditionelle Hauptgruppe | Außenelektronen |
|---|---|---|
| 1 / 2 | 1. / 2. | 1 / 2 |
| 13 / 14 | 3. / 4. | 3 / 4 |
| 15 / 16 | 5. / 6. | 5 / 6 |
| 17 / 18 | 7. / 8. | 7 / 8* |
*Helium: 2 Außenelektronen. Seine K-Schale ist damit voll. Die Zuordnung gilt nicht pauschal für die Übergangsmetalle.
Alkalimetalle wie Lithium und Natrium stehen in Gruppe 1 und bilden häufig einfach positiv geladene Ionen. Wasserstoff steht ebenfalls dort, ist aber kein Alkalimetall. Eine gemeinsame Spalte bedeutet also nicht, dass alle Eigenschaften identisch sind.
Halogene wie Fluor und Chlor stehen in Gruppe 17. Ihre neutralen Atome haben sieben Außenelektronen; in vielen Salzen kommen sie als einfach negativ geladene Ionen vor. Das ist ein häufiger Zusammenhang, keine vollständige Beschreibung aller ihrer Verbindungen.
Edelgase stehen in Gruppe 18. Ihre abgeschlossenen Außenschalen erklären ihre geringe Reaktionsbereitschaft unter gewöhnlichen Bedingungen. „Edelgase können niemals reagieren“ wäre zu streng: Von einigen sind Verbindungen bekannt.
Metalle findest du überwiegend links und in der Mitte, Nichtmetalle eher rechts. Farben in gedruckten Periodensystemen können unterschiedliche Kategorien darstellen. Übernimm eine Farbdeutung deshalb nur zusammen mit der jeweiligen Legende.
03 · Selbst anwenden · 18 Aufgaben in 3 Stufen
Wähle eine Stufe. Du bekommst zu jeder Antwort eine Rückmeldung und kannst nach einem Tipp erneut antworten. Wähle die passende Antwort. Begründe deine Entscheidung zunächst selbst und vergleiche sie anschließend mit der Erklärung.
Optional: Dein Fortschritt wird nur in diesem Browser gespeichert.
Steigender Ordnungszahl
Die Ordnungszahl entspricht der Protonenzahl und legt die Reihenfolge fest.
Periode
Perioden verlaufen waagerecht, Gruppen senkrecht.
Gruppe
Die senkrechten Spalten heißen Gruppen.
18
Die Gruppen werden von 1 bis 18 nummeriert. Acht davon sind Hauptgruppen.
Elf Protonen im Kern
Z ist die Protonenzahl. Die Neutronenzahl hängt vom Isotop ab.
1, 2 und 13 bis 18
Die Übergangsmetalle liegen in den Gruppen 3 bis 12; die übrigen genannten Gruppen heißen Hauptgruppen.
3
Bei neutralen Hauptgruppenatomen im Grundzustand entspricht die Periode der Zahl besetzter Schalen.
3
Für diese Hauptgruppe ergibt die Gruppennummer minus zehn die Außenelektronenzahl.
6
Gruppe 16 entspricht sechs Außenelektronen beim neutralen Hauptgruppenatom im Grundzustand.
Halogene
Fluor und Chlor sind Beispiele für Halogene.
Edelgase
Neon besitzt eine abgeschlossene Außenschale und gehört zu den Edelgasen.
Cl
Elementsymbole haben eine festgelegte Groß- und Kleinschreibung: Chlor heißt Cl, Kohlenstoff C.
Seine erste Schale ist damit vollständig gefüllt
Helium hat nur die erste besetzte Schale. Diese ist mit zwei Elektronen voll.
Es ist eine mittlere Atommasse aus der Isotopenzusammensetzung
Die mittlere Atommasse berücksichtigt Isotopenmassen und Häufigkeiten. Eine Massenzahl zählt ganze Kernteilchen.
Die Schalenanzahl des Ions darf nicht einfach aus der Periode übernommen werden
Bei der Ionenbildung bleibt die Protonenzahl gleich, aber die äußerste Schale kann leer werden.
Er ist kein Alkalimetall
Die Position allein macht Wasserstoff nicht zum Alkalimetall.
Sie gehören in die Perioden 6 und 7
Lanthanoide und Actinoide werden aus Platzgründen unterhalb dargestellt und gehören zu den markierten Perioden.
Sie reagieren unter gewöhnlichen Bedingungen wenig; einige bilden Verbindungen
Abgeschlossene Außenschalen erklären geringe Reaktionsbereitschaft, aber keine absolute Unmöglichkeit von Reaktionen.
Erst selbst lösen, dann die Lösung öffnen.
Die steigende Ordnungszahl, also die Protonenzahl.
Es besitzt drei besetzte Elektronenschalen.
Zwei. Seine Schalenbelegung lautet 2 | 8 | 2.
Seine erste Schale ist bereits mit zwei Elektronen voll besetzt.
Nein. Das ist ein Mittelwert der Atommasse. Für ein bestimmtes Isotop braucht man die Massenzahl.
Nein. Beide haben drei besetzte Schalen, aber Natrium ein und Chlor sieben Außenelektronen.
04 · Dein Lernfortschritt
Bearbeite drei weitere Aufgaben ohne Nachschlagen. Nutze die Rückmeldung, um gezielt weiterzulernen.
Entscheide ohne Nachschlagen. Pro Aufgabe passt genau eine Antwort.
Die Aufgaben sind unterschiedlich. Die Ergebnisse geben dir eine kurze Orientierung zu deinem Lernstand.
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