Warum sind alle Nebengruppenelemente Metalle?
Hallo, meine Frage steht oben. Danke für eure Hilfe! blubberblubfish
2 Antworten
Die Elemente, die in den Nebengruppen stehen, haben alle ein oder zwei Außenelektronen. Deshalb sind sie sich untereinander alle ähnlich und haben Gemeinsamkeiten mit den Metallen der 1. und 2. Hauptgruppe.
Man kann ihren Bau wie den aller Metalle mit dem Elektronengasmodell beschreiben: Die Atomrümpfe, die aus den Atomkernen mit den inneren Elektronen der Atome bestehen, sind nebeneinander angeordnet. Die Außenelektronen sind frei beweglich, man kann sich diese ähnlich einer Gaswolke im Metallgitter vorstellen. Die Kräfte zwischen den Atomrümpfen und den Elektronen bewirkt den Zusammenhalt dieser chemischen Bindung. Einzelne Elektronen kann man keinem bestimmten Atom zuordnen.
Aus dem Aufbau dieses Metallgitters kann man viele Eigenschaften der Elemente ableiten: Die gute elektrische Leitfähigkeit aufgrund der frei beweglichen Elektronen, mehr oder weniger gute Wärmeleitfähigkeit, Verformbarkeit des Stoffes sowie einen metallischen Glanz. Dies sind alles typische Eigenschaften für Metalle, die aus dem Aufbau der Metallbindung resultieren.
In Nichtmetallen, beispielsweise Elemente mit sechs oder sieben Außenelektronen, dominieren andere physikalische Kräfte, was andere Bindungsarten und damit auch andere Eigenschaften der Stoffe zur Folge hat.
Dass alle Nebengruppenelemente ein oder zwei Elektronen auf ihrer Außenschale haben ist richtig und wichtig, aber genauso wichtig ist es, zu wissen, warum.
Wenn man im PSE zu Elementen mit immer höherer Ordnungszahl fortschreitet, kommt von Element zum Nachbarelement immer ein Elektron hinzu. Bei den Hauptgruppenelementen füllen sie die äußerste Schale immer mehr, und deshalb ändern sich die chemischen Eigenschaften sehr. Es wird z.B. von Hauptgruppe IV sofort zu Hauptgruppe V gesprungen.
Jetzt bleibt die Frage, warum Elektronen überhaupt in inneren Schalen noch Platz finden, wo doch schon eine neue Schale eröffnet wurde. So ist z.B. beim Calcium die vierte Schale, N, schon mit zwei Elektronen besetzt, beim Kalium zuvor wurde sie eröffnet mit einem Elektron.
Die dritte Schale kann nach dem zwei-mal-n-Quadrat-Gesetz mit maximal 18 Elektronen besetzt werden. 2x3 hoch zwei. (Bei der O-Schale sind es dann 32; 2x4 hoch zwei).
Die Energie der zwei Außenelektronen bei Calcium ist auf der neuen Schale günstiger (geringer) als als neuntes und zehntes Elektron der 3.Schale, der M-Schale.
Dann, beim Scandium kommt das neue Elektron energetisch günstiger als neuntes Elektron auf die 3 Schale. Verteilung 2 8 9 2 .
Nun kann man auch berechnen, wieviele Nebengruppenelemente es bis zum nächsten Hauptgruppenelement Gallium gibt: Von 8 El. beim Argon 2 8 8 bis 2 8 18 3 beim Gallium sind es zehn.
Ab dem Barium wird es komplizierter, das zu erklären, schenke ich mir aber.
Viel Spaß bei Chemie wünscht Jochen