Periodensystem
 
Elementfamilien
 
 
 
Senkrechte Einteilung der Gruppen:
Römische Zahlen: Einteilung in Hauptgruppen (I-VIII) und Nebengruppen (veraltet)
Arabische Zahlen: Einteilung in Gruppen (1-18) nach IUPAC
 

Einteilung in Gruppen

Das Periodensystem ist so angelegt, dass Elemente mit stofflich ähnlichen Eigenschaften in Gruppen aufgeteilt sind. Die stofflichen Ähnlichkeiten ergeben sich aus der ähnlichen Elektronenverteilung in der Valenzschale. Die Hauptgruppenzahl entspricht der Zahl der Valenzelektronen.
 
Beispiele für bestimmte Gruppen

Alkalimetalle
In der I. Hauptgruppe (nach IUPAC 1. Gruppe) stehen alle Alkalimetalle untereinander, wobei Wasserstoff nicht zu diesen Metallen zählt. Der Name leitet sich vom arabischen Wort "al kali" ab, welches das in der Pflanzenasche enthaltene Kaliumcarbonat bezeichnet, das mit Wasser eine Lauge bildet. Alle Elemente der Gruppe (Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caesium und Francium) reagieren heftig mit Wasser unter Wasserstoff- und Laugenbildung. Die hohe Reaktionsfähigkeit der Alkalimetalle erklärt sich in dem einzigen Valenzelektron. Dieses kann leicht abgegeben werden. Die Atome der Alkalimetalle besitzen eine sehr niedrige Elektronegativität. Es ist auch nur wenig Ionisierungsenergie notwendig, um dieses einzelne Elektron zu entziehen. Alkalimetalle treten daher generell einwertig auf.
 

 
Die Pinkfärbung des Phenolphthaleins zeigt an,
dass bei der Reaktion von Natrium mit Wasser eine Lauge entsteht
 
 
Erdalkalimetalle
In der II. Hauptgruppe (nach IUPAC 2. Gruppe) finden sich die Erdalkalimetalle (Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium und Radium), die mit Ausnahme des Berylliums ebenfalls gerne mit Wasser reagieren und alkalische Lösungen bilden. Die Oxide dieser Elemente wurden früher als alkalische Erden bezeichnet. Die Atome der Erdalkalimetalle mit ihren beiden Valenzelektronen geben diese Elektronen gerne ab, damit sie die Edelgaskonfiguration erreichen. Daher treten sie generell zweiwertig auf.
 
 
Calcium reagiert mit Wasser und bildet unter Wasserstoffentwicklung eine Lauge
 
 
Chalkogene
Die VI. Hauptgruppe (nach IUPAC 16. Gruppe) umfasst die Chalkogene. Zu ihnen gehören Sauerstoff, Schwefel, Selen, Tellur, Polonium und Ununhexium. Der Name leitet sich vom Griechischen ab und bedeutet so viel wie "Erzbildner". Verbindungen der Chalkogene mit Metallen sind in vielen Erzen enthalten. Zum Erreichen der Edelgaskonfiguration können sie sechs Elektronen abgeben oder zwei aufnehmen. Daher treten bei den Chalkogenen mehrere Wertigkeiten auf.
 
 
Chalkogene bilden mit Metallen zahlreiche Erze, z.B. das Roteisenerz (Eisenoxid)
 
 
Halogene
In der  VII. Hauptgruppe (nach IUPAC 17. Gruppe) stehen die Halogene, was soviel wie "Salzbildner" (griech.) bedeutet. Fluor, Chlor, Brom, Iod (und wahrscheinlich auch Astat) reagieren teilweise heftig mit den Metallen und bilden die entsprechenden Salze. Die Elektronegativität der Halogene ist relativ hoch. Daher nehmen sie gerne ein Elektron auf, um die Edelgaskonfiguration zu erreichen. Die Halogene treten gegenüber weniger elektronegativen Elementen stets einwertig auf.
 
 
Halogene reagieren heftig mit Metallen (hier Chlor mit Eisen) und bilden dabei Salze
 
 
Edelgase
Die Edelgase in der VIII. Hauptgruppe (nach IUPAC 18. Gruppe) wie Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon oder Radon (wahrscheinlich auch Ununoctium) sind gasförmige Nichtmetalle, die äußerst ungern mit anderen Stoffen reagieren, so "edel" benehmen sie sich. Die Edelgase besitzen auf der Valenzschale bereits die "ideale" Edelgaskonfiguration, so dass eine sehr hohe Ionisierungsenergie aufgewendet werden muss, um Elektronen aus der Schale zu entfernen. Aus diesem Grunde existieren nur sehr wenige Edelgasverbindungen.
 
 
Edelgase sind sehr reaktionsträge und zeigen bei Glimmentladungen farbiges Licht
 
 
b) Übergangselemente
 
Bei den Übergangselementen (veraltet: Nebengruppenelemente) werden die d-Orbitale mit Elektronen besetzt:
 
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Y
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
Lu
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Lr
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg
Uub
 
 
Die Lanthanoide (auch Lanthaniden) beginnen mit dem Element Nr. 57, Lanthan. Bei ihnen werden die 4f-Orbitale mit Elektronen besetzt. Alle Elemente sind dem Lanthan sehr ähnlich: silberweiße, reaktionsfähige Metalle, die an feuchter Luft oxidieren und mit Wasser oder verdünnten Mineralsäuren unter Wasserstoffentwicklung reagieren. Viele Lanthanoide sind im fein verteilten Zustand pyrophor, d.h. sie entzünden sich von selbst.
 
 
Lanthan zerfällt ällmählich und bildet mit der Luftfeuchtigkeit grauweißes Lanthanhydroxid
 
  
Bei den Actinoiden (auch Actiniden) werden die 5f-Orbitale mit Elektronen besetzt. Alle Elemente sind dem Element Actinium sehr ähnlich: Es sind silberweiße, reaktionsfähige Metalle, die hoch toxisch und radioaktiv sind. Die künstlich hergestellten Elemente jenseits des Urans heißen Transurane.
 
Lanthanoide
La
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Actinoide
Ac
Th
Pa
U
Np
Pu
Am
Cm
Bk
Cf
Es
Fm
Md
No
 
 
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