Mit Google fortfahren
Wenn du wissen willst, warum Natrium mit Chlor ein Salz bildet oder warum Sauerstoff gern zwei Bindungen eingeht, schaust du nicht zuerst auf das ganze Atom. Entscheidend sind die Elektronen ganz außen. Nach dieser Erklärung kannst du Valenzelektronen erkennen, ihre Anzahl bestimmen und damit einfache Bindungen besser vorhersagen.
- Ich kann erklären, was Valenzelektronen sind und warum sie wichtig sind.
- Ich kann bei Hauptgruppenelementen die Anzahl der Valenzelektronen aus dem Periodensystem ablesen.
- Ich kann Valenzschale, Gesamtzahl der Elektronen und Bindungselektronen unterscheiden.
- Ich kann einfache Lewis-Schreibweisen mit Punkten deuten.
- Ich kann typische Fehler bei Valenzelektronen erkennen und verbessern.
Vom Atom zur Außenschale
Ein Atom besteht aus einem positiv geladenen Kern und einer Hülle aus negativ geladenen Elektronen. Für viele Schulaufgaben reicht das Schalenmodell: Elektronen werden gedanklich auf Schalen um den Kern verteilt.
Valenzschale
Die Valenzschale ist die äußerste besetzte Elektronenschale eines Atoms. Sie ist wichtig, weil ihre Elektronen anderen Atomen am nächsten sind und deshalb zuerst an chemischen Vorgängen beteiligt werden.
Valenzelektronen
Valenzelektronen sind die Elektronen in der Valenzschale. Man nennt sie auch Außenelektronen. Sie bestimmen stark, wie ein Atom Bindungen eingeht und wie es chemisch reagiert.
Stell dir ein Atom wie ein Schulgebäude vor: Der Kern liegt innen, die Elektronen sind auf Etagen verteilt. Wer mit der Außenwelt Kontakt hat, sitzt auf der obersten genutzten Etage. Genau diese äußeren Elektronen sind chemisch besonders spannend.
Kohlenstoff hat die Ordnungszahl 6. Ein neutrales Kohlenstoffatom besitzt deshalb 6 Elektronen.
Schritt 1: Die erste Schale fasst 2 Elektronen.
Schritt 2: Es bleiben 4 Elektronen übrig.
Schritt 3: Diese 4 Elektronen liegen in der zweiten Schale.
Ergebnis: Kohlenstoff hat 4 Valenzelektronen.
Für Schulaufgaben gilt oft: Schau auf die äußerste besetzte Schale. Ihre Elektronen sind die Valenzelektronen.
Interaktive Quizfrage wird geladen ...
Valenzelektronen im Periodensystem bestimmen
Du musst nicht bei jedem Element alle Schalen neu auffüllen. Bei den Hauptgruppenelementen liefert das Periodensystem eine schnelle Abkürzung.
Hauptgruppe
Eine Hauptgruppe ist eine senkrechte Spalte im Periodensystem. Bei Hauptgruppenelementen zeigt die Hauptgruppennummer meistens direkt, wie viele Valenzelektronen ein neutrales Atom hat.
Für die Hauptgruppen gilt in der Schule:
| Hauptgruppe | Typisches Beispiel | Valenzelektronen |
|---|---|---|
| 1 | Natrium | 1 |
| 2 | Magnesium | 2 |
| 3 | Aluminium | 3 |
| 4 | Kohlenstoff | 4 |
| 5 | Stickstoff | 5 |
| 6 | Sauerstoff | 6 |
| 7 | Chlor | 7 |
| 8 | Neon | 8 |
Helium ist die wichtige Ausnahme. Es steht bei den Edelgasen, besitzt aber insgesamt nur 2 Elektronen und damit auch nur 2 Valenzelektronen.
Bestimme die Valenzelektronen von Chlor.
Schritt 1: Suche Chlor im Periodensystem.
Schritt 2: Chlor steht in der 7. Hauptgruppe.
Schritt 3: Bei Hauptgruppenelementen entspricht die Hauptgruppennummer der Anzahl der Valenzelektronen.
Ergebnis: Chlor hat 7 Valenzelektronen.
Bestimme die Valenzelektronen von Natrium über das Schalenmodell.
Natrium hat die Ordnungszahl 11. Ein neutrales Natriumatom hat also 11 Elektronen.
Die erste Schale nimmt 2 Elektronen auf. Dann bleiben 9 übrig.
Die zweite Schale nimmt 8 Elektronen auf. Dann bleibt 1 übrig.
Dieses letzte Elektron liegt in der dritten Schale. Natrium hat also 1 Valenzelektron.
Hauptgruppenelemente: Hauptgruppennummer gleich Zahl der Valenzelektronen. Ausnahme: Helium hat 2.
Interaktive Quizfrage wird geladen ...
Warum Valenzelektronen Bindungen steuern
Atome reagieren nicht zufällig miteinander. Viele Atome erreichen durch Abgeben, Aufnehmen oder Teilen von Valenzelektronen einen stabileren Zustand.
Oktettregel
Die Oktettregel beschreibt, dass viele Hauptgruppenelemente bei Bindungen eine Außenschale mit 8 Elektronen anstreben. Für Wasserstoff und Helium ist schon eine Schale mit 2 Elektronen stabil.
Es gibt zwei einfache Denkwege:
- Metallatome mit wenigen Valenzelektronen geben diese oft ab.
- Nichtmetallatome mit fast voller Außenschale nehmen Elektronen auf oder teilen sie in Bindungen.
Natrium und Chlor bilden Natriumchlorid.
Natrium hat 1 Valenzelektron. Wenn es dieses Elektron abgibt, bleibt darunter eine volle Schale zurück.
Chlor hat 7 Valenzelektronen. Wenn es 1 Elektron aufnimmt, erreicht es 8 Valenzelektronen.
So entstehen geladene Teilchen: Natrium wird positiv, Chlor wird negativ. Die entgegengesetzten Ladungen ziehen sich an.
Die Oktettregel ist ein starkes Schulmodell, aber kein Naturgesetz ohne Ausnahmen. Für die ersten Bindungsaufgaben hilft sie dir trotzdem sehr, weil sie erklärt, warum bestimmte Elektronenzahlen besonders stabil wirken.
Valenzelektronen sind die Verhandlungsmasse eines Atoms: Es kann sie abgeben, aufnehmen oder mit anderen Atomen teilen.
Interaktiver Lückentext wird geladen ...
Lewis-Schreibweise und Bindungselektronen
In der Lewis-Schreibweise werden Valenzelektronen als Punkte um das Elementsymbol gezeichnet. So siehst du schnell, welche Elektronen einzeln vorliegen und welche als Paare zusammengehören.
Bindungselektronen
Bindungselektronen sind Valenzelektronen, die wirklich an einer Bindung beteiligt sind. Nicht jedes Valenzelektron eines Atoms muss in einer bestimmten Verbindung ein Bindungselektron sein.
Ein einzelner Punkt kann sich mit einem einzelnen Punkt eines anderen Atoms zu einem gemeinsamen Elektronenpaar verbinden. Dieses gemeinsame Paar steht dann für eine Einfachbindung.
Wasserstoffchlorid hat die Formel HCl.
Wasserstoff hat 1 Valenzelektron.
Chlor hat 7 Valenzelektronen.
Für eine Einfachbindung teilen Wasserstoff und Chlor je 1 Elektron. Am Chlor bleiben zusätzlich 3 freie Elektronenpaare.
Wichtig: Chlor besitzt in HCl weiterhin 7 Valenzelektronen. Aber nur 1 davon ist hier an der Bindung beteiligt.
Wasser hat die Formel H2O.
Sauerstoff steht in der 6. Hauptgruppe und hat 6 Valenzelektronen.
Jedes Wasserstoffatom hat 1 Valenzelektron.
Sauerstoff teilt je 1 Elektron mit zwei Wasserstoffatomen. Dadurch entstehen zwei Einfachbindungen. Die übrigen 4 Valenzelektronen des Sauerstoffs bleiben als zwei freie Elektronenpaare am Sauerstoff.
Valenzelektronen beschreiben, was außen vorhanden ist. Bindungselektronen beschreiben, welche davon in einer konkreten Bindung benutzt werden.
Interaktive Quizfrage wird geladen ...
Prüfungsmodus: typische Fallen erkennen
In Tests geht es selten nur darum, eine Zahl abzulesen. Häufig musst du entscheiden, welche Zahl gemeint ist: Ordnungszahl, Gesamtzahl der Elektronen, Valenzelektronen oder Bindungselektronen.
Fehler finden:
Behauptung: Chlor hat die Ordnungszahl 17, also hat Chlor 17 Valenzelektronen.
Korrektur: Ein neutrales Chloratom hat 17 Elektronen insgesamt. Die Verteilung ist 2, 8, 7. Nur die 7 Elektronen in der äußersten Schale sind Valenzelektronen.
Entscheidungsaufgabe:
Ein Element steht in der 6. Hauptgruppe. Es ist ein Hauptgruppenelement. Wie viele Valenzelektronen erwartest du?
Antwort: 6 Valenzelektronen.
Begründung: Bei Hauptgruppenelementen zeigt die Hauptgruppennummer die Zahl der Außenelektronen.
Interaktive Quizfrage wird geladen ...
Alles auf einen Blick
Interaktive Mindmap wird geladen ...
Interaktive Lernkarten wird geladen ...
Abschluss-Check
Nutze jetzt die Begriffe in neuen Situationen. Lies genau, welche Zahl gefragt ist.
Interaktive Quizfrage wird geladen ...
Interaktiver Lückentext wird geladen ...
Zusammenfassung
Valenzelektronen sind die Elektronen in der äußersten besetzten Schale eines Atoms. Sie sind wichtig, weil sie bestimmen, ob ein Atom Elektronen eher abgibt, aufnimmt oder mit anderen Atomen teilt.
Bei Hauptgruppenelementen kannst du die Anzahl der Valenzelektronen meist direkt aus der Hauptgruppennummer ablesen. Helium ist die wichtigste Ausnahme und hat 2 Valenzelektronen.
Für Bindungsaufgaben musst du drei Zahlen trennen: die Gesamtzahl aller Elektronen, die Zahl der Valenzelektronen und die Zahl der tatsächlich beteiligten Bindungselektronen. Wenn du diese Unterscheidung sicher beherrschst, werden Lewis-Schreibweisen und einfache Bindungsmodelle viel übersichtlicher.