Inhalt
Atome existieren um uns herum - in der Luft, auf der Erde und in Lebewesen. Natürlich vorkommende Elemente wie Sauerstoff, Gold und Natrium sind Atome unterschiedlicher Form mit jeweils einer einzigartigen Anzahl von Elektronen, Protonen und Neutronen. Die Protonen und Neutronen bilden den zentralen Kern des Atoms, während die Elektronen den Kern in definierten Orbitalen umkreisen, die als Energieniveaus bezeichnet werden. Nur sehr wenige Atome haben die Menge an Elektronen, die sie benötigen. Um ihr Elektronenkomplement voll auszunutzen, verbinden sie sich mit anderen Atomen und bilden Moleküle.
Fakten
Elektronen gruppieren sich paarweise in ihren Energieniveaus. Um die Anzahl der Elektronen zu berechnen, die in einem beliebigen Energieniveau zulässig sind, ermitteln Sie das Quadrat der Zahl, die das Energieniveau darstellt, und multiplizieren Sie es mit zwei. Mit dieser Formel können Atome zwei Elektronen in ihrem ersten Energieniveau haben, acht in ihrem zweiten und achtzehn in ihrem dritten. Die Menge der Elektronen auf jeder Ebene wächst mit der Anzahl der Energieniveaus.
Molekülbildung
Elektronen bilden zuerst Paare auf dem niedrigsten Energieniveau und arbeiten sich nach außen vor. Ein Atom mit ungepaarten Elektronen in der äußersten Energieebene zieht andere Atome mit ungepaarten Elektronen an, um sein volles Elektronenkomplement zu erhalten. Ungepaarte Elektronen auf höchstem Energieniveau werden Valenzelektronen genannt. Wenn die Valenzelektronen von zwei oder mehr Atomen Paare bilden, gehen sie nicht von einem Atom verloren und werden von einem anderen gewonnen. Die Atome teilen ihre Valenzelektronen und verbinden sich zu einem Molekül.
Beispiel
Ein Sauerstoffatom hat zwei Elektronen auf der ersten Energieebene und sechs auf der zweiten. Um stabil zu sein, braucht das Atom zwei Elektronen mehr in der zweiten Ebene. Es zieht natürlich andere Atome mit ungepaarten Elektronen an, wie zum Beispiel Wasserstoff, der nur ein Elektron hat. In einem vereinfachten Modell eines Wassermoleküls teilen zwei Wasserstoffatome ihre Valenzelektronen mit einem Sauerstoffatom. Die drei Atome verbinden sich zu einem stabilen Molekül. Jedes Wasserstoffatom hat zwei Elektronen und das Sauerstoffatom hat acht.
Das Periodensystem
Das Periodensystem der Elemente listet alle bekannten Elemente und ihre atomaren Eigenschaften auf. Jedes Feld im Diagramm repräsentiert ein Element. Die Ordnungszahl oben in jedem Feld gibt an, wie viele Elektronen das Element enthält.
Edelgase
Die äußerste rechte Spalte des Periodensystems zeigt die als Edelgase bekannten Elemente, die keine Moleküle bilden, weil alle ihre Elektronen gepaart und alle Energieniveaus voll sind - sie existieren natürlich in ihrer stabilsten Form.