Ionenbildung

Nur wenige Elemente (Atomarten) stellen die stabilsten Zustände dar, die Edelgase. Die Edelgase sind reaktionsträge und wir finden sie nicht in Verbindungen vor. Alle anderen Elemente sind bereit, bei kleinster Beeinflussung in diese sogenannten „Edelgaszustände“ überzugehen.

Alle Atome streben nach dem Zustand, eine voll besetzte Außenschale zu besitzen.

Die Elemente bilden ihre Ionen durch die Aufnahme fremder Elektronen in ihre Außenschale oder die Abgabe von eigenen Elektronen aus ihrer Außenschale.

Beispiel: Natrium (Element 11, 1. Hauptgruppe im PSE)

\( Na \rightarrow Na^+ + e^- \)

Das Natriumatom hat ein Außenelektron. Um eine volle Außenschale zu haben, müsste es entweder 7 Elektronen aufnehmen oder aber sein einziges Außenelektron abgeben. Der Weg des geringeren Widerstandes (Aufwandes) wird häufiger gegangen und so neigt das Natriumatom zur Elektronenabgabe. Auch im Kochsalz liegt es in seiner Ionenform \( (Na^+) \) vor.

Beispiel: Fluor (Element 9, 7. Hauptgruppe im PSE)

\( F + e^- \rightarrow F^- \)

Das Fluoratom hat 7 Außenelektronen. Um eine volle Außenschale zu haben, müsste es entweder die 7 Elektronen abgeben oder aber ein einziges Außenelektron aufnehmen. Auch hier wird der Weg des geringeren Widerstandes (Aufwandes) eingeschlagen und so findet man bevorzugt das Fluoridion \( (F^-) \) in der Natur.
(Sauerstofffreie Nichtmetallionen bekommen alle die Endung „id“ angehangen. Mit steigendem Sauerstoffgehalt eines Ions ändern sich die Endungen systematisch.)

Allgemein kann man feststellen, dass die Elemente mit wenig Außenelektronen dazu neigen, ihre Außenelektronen abzugeben. Elemente bei denen die Außenschale zu mehr als der Hälfte gefüllt ist, nehmen bevorzugt Elektronen auf.

Hauptgruppen 1 bis 3 … Elektronenabgabe
Hauptgruppen 5 bis 7 … Elektronenaufnahme


Die Elemente der 4. Hauptgruppe gehen beide Wege, je nachdem welcher Reaktionspartner zur Verfügung steht.

Die Edelgase (8. Hauptgruppe) bilden keine Ionen auf natürliche Weise!

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Dimitri I. Mendelejew

Quelle: leonardo.ai

Dimitri Iwanowitsch Mendelejew

wurde am 8. Februar 1834 geboren. Am 6. März des Jahres 1869 stellte er der Welt seine Tabelle der Elemente vor. Die Welt kannte damals 63 Elemente. Dimitri I. Mendelejew ahnte jedoch, dass da noch was kommt.
Heute(2020) kennen wir 118 Elemente. Mendelejew ließ in seiner Tabelle einfach „ein paar Lücken“. An den richtigen Stellen!

Die von Mendelejew vorausgesagten Elemente Gallium, Scandium und Germanium wurden schon Jahre später entdeckt. Schon 4 Jahre nach der Voraussage(1871) von Eka-Aluminium entdeckte Paul Émile Lecoq de Boisbaudran das bei 29,8°C schmelzende Metall Gallium. 1879 fand der Schwede Lars Fredrik Nilson das vorhergesagte Eka-Boron und benannte es als „Scandium„. Im Jahr 1886 fand Clemens Winkler das Element Eka-Silicium und nannte es aus Liebe zu seinem Heimatland „Germanium„. Die gefundenen Elemente bestätigten die mit hoher Genauigkeit vorhergesagten Eckdaten wie Aussehen, Dichte, Schmelz- und Siedepunkte, Formeln von Verbindungen und deren chemisches Verhalten.

Hier mal ein Vergleich der vorausgesagten und der gefundenen Werte:

Wissenschaftler der Universität of California, Berkeley benannten das künstlich erzeugt Element 101 nach dem Begründer des PSE und gaben ihm den Namen „Mendelejevium„.
Weltweit genießt dieser große Geist Anerkennung und Verehrung. Ein Vulkan, ein Asteroid und ein Gletscher mit seinem Namen kann man finden. In Russland wurden und werden Städte, U-Bahnstationen, Dörfer und Gegenden nach ihm benannt.

Mendelejew und das Periodensystem

Die Geschichte der Ordnung der Elemente – Das Periodensystem

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