Die Hauptgruppenelemente des Periodensystems sind Gruppen 1, 2 und 13 bis 18. Elemente in diesen Gruppen werden gemeinsam als Hauptgruppe oder repräsentative Elemente bezeichnet. Diese Gruppen enthalten die natürlichsten Elemente, machen 80 Prozent der Erdkruste aus und sind die wichtigsten für das Leben. Wirtschaftlich sind die am meisten produzierten Chemikalien Hauptgruppenelemente oder deren Verbindungen., In den Hauptgruppenelementen sehen wir am deutlichsten die Trends in den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Elemente, aus denen Chemiker die „Sachen“ verstanden haben, aus denen Dinge bestehen.

Gruppe 1 (Alkalimetalle)

Eigenschaften

Die Alkalimetalle sind silberfarben (Cäsium hat einen goldenen Farbton), weiche Metalle niedriger Dichte. Diese Elemente haben alle ein Valenzelektron, das leicht verloren geht, um ein Ion mit einer einzigen positiven Ladung zu bilden. Sie haben die niedrigsten Ionisationsenergien in ihren jeweiligen Perioden. Dies macht sie sehr reaktiv und sie sind die aktivsten Metalle., Aufgrund ihrer Aktivität kommen sie natürlich in ionischen Verbindungen vor, nicht in ihrem elementaren Zustand.,oup

1 Period 2 3
Li 3 11
Na 4 19
K 5 37
Rb 6 55
Cs 7 87
Fr

The alkali metals react readily with halogens to form ionic salts, such as table salt, sodium chloride (NaCl)., Sie sind berühmt für ihre kräftigen Reaktionen mit Wasser zur Freisetzung von Wasserstoffgas. Diese Reaktionen geben häufig auch genügend Energie frei, um den Wasserstoff zu entzünden, und können sehr gefährlich sein. Wenn wir die Gruppe hinuntergehen, werden die Reaktionen immer heftiger., Die Reaktion mit Wasser ist wie folgt:

Alkali-Metall + Wasser → Alkali metal hydroxide + hydrogen

Mit Kalium als ein Beispiel:

2 K ( s ) + 2 H 2 O ( l ) → 2 K O H ( a q ) + H 2 ( g ) {\displaystyle 2{K}_{(s)}+2{H_{2}O}_{(l)}\to 2{KOH}_{(aq)}+{H_{2}}_{(g)}}

Die Oxide, Hydride, und hydoxides dieser Metalle sind basic (alkaline). Insbesondere die aus der Reaktion mit Wasser resultierenden Hydoxide sind unsere häufigsten Laborgrundlagen (Alkalien). Aus diesem Charakter leiten sie ihren Gruppennamen ab.,

Wasserstoff hat auch ein einzelnes Valenzelektron und wird normalerweise an der Spitze der Gruppe 1 platziert, aber es ist kein Metall (außer unter extremen Umständen als metallischer Wasserstoff); vielmehr existiert es natürlich als zweiatomiges Gas. Wasserstoff kann Ionen mit einer einzigen positiven Ladung bilden, aber die Entfernung seines einzelnen Elektrons erfordert erheblich mehr Energie als die Entfernung des äußeren Elektrons aus den Alkalimetallen. Im Gegensatz zu den Alkalimetallen können Wasserstoffatome auch ein Elektron gewinnen, um das negativ geladene Hydridion zu bilden., Das Hydridion ist eine extrem starke Base und tritt normalerweise nur in Kombination mit den Alkalimetallen und einigen Übergangsmetallen (d. H. Dem ionischen Natriumhydrid, NaH) auf. In Verbindungen bildet Wasserstoff am häufigsten kovalente Bindungen.

Unter extrem hohem Druck, wie er sich im Kern des Jupiter befindet, wird Wasserstoff metallisch und verhält sich wie ein Alkalimetall; siehe metallischer Wasserstoff.,b1d“>

Group 2 Period 2 4
Be 3 12
Mg 4 20
Ca 5 38
Sr 6 56
Ba 7 88
Ra

The alkaline earth metals are the series of elements in Group 2 of the periodic table., Die Serie besteht aus den Elementen Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba) und Radium (Ra) (obwohl Radium aufgrund seiner Radioaktivität nicht immer als alkalisch auf der Erde gilt).

Eigenschaften

Die Erdalkalimetalle sind silbrig gefärbte, weiche Metalle niedriger Dichte, sind jedoch etwas härter als die Alkalimetalle. Diese Elemente haben alle zwei Valenzelektronen und neigen dazu, beide zu verlieren, um Ionen mit einer Ladung von zwei plus zu bilden. Berylium ist das am wenigsten metallische Element in der Gruppe und neigt dazu, kovalente Bindungen in seinen Verbindungen zu bilden.,

Diese Metalle sind weniger aktiv als die Alkalimetalle, aber immer noch ziemlich aktiv. Sie reagieren leicht mit Halogenen, um ionische Salze zu bilden, und können langsam mit Wasser reagieren. Magnesium reagiert nur mit Dampf und Kalzium mit heißem Wasser. Beryllium ist eine Ausnahme: Es reagiert nicht mit Wasser oder Dampf, und seine Halogenide sind kovalent. Die Oxide sind basisch und lösen sich in Säuren und die Hydroxide sind starke Basen, wenn auch nicht so löslich wie die Alkalimetallhydroxide.,

Die Erdalkalimetalle sind nach ihren Oxiden benannt, den alkalischen Erden, deren altmodische Namen Beryllia, Magnesia, Kalk, Strontia und Baryta waren. Diese wurden alkalische Erden wegen ihrer Zwischenart zwischen den Alkalien (Oxide der Alkalimetalle) und den seltenen Erden (Oxide von Seltenerdmetallen) genannt. Die Klassifizierung einiger scheinbar inerter Substanzen als „Erden“ ist Jahrtausende alt. Das früheste bekannte System der Griechen bestand aus vier Elementen, einschließlich der Erde., Spätere Alchemisten wendeten den Begriff auf jede feste Substanz an, die nicht schmilzte und nicht durch Feuer verändert wurde. Die Erkenntnis, dass „Erden“ keine Elemente, sondern Verbindungen waren, wird dem Chemiker Antoine Lavoisier zugeschrieben. In seinem Traité Élémentaire de Chimie („Elemente der Chemie“) von 1789 nannte er sie Substanzen simples salifiables terreuses oder salzbildende Erdelemente. Später schlug er vor, dass die alkalischen Erden Metalloxide sein könnten, gab jedoch zu, dass dies nur eine Vermutung war., Im Jahr 1808 erhielt Humphry Davy nach Lavoisiers Idee als erster Proben der Metalle durch Elektrolyse ihrer geschmolzenen Erden.,>

Gruppe 13 Periode 2 5
B 3 13
Al 4 31
Ga 5 49
In 6 81
Tl 7 113
Uut

Eigenschaften

In dieser Gruppe sehen wir den Übergang in Richtung nichtmetallisches Zeichen., Zuerst an der Spitze der Gruppe erscheinen. Bor ist ein Metalloid, es hat Eigenschaften zwischen Metallen und Nichtmetallen, und der Rest der Gruppe sind Metalle. Diese Elemente zeichnen sich durch drei Valenzelektronen aus. Die Metalle können alle drei Elektronen verlieren, um Ionen mit einer Ladung von drei plus in ionischen Verbindungen zu bilden, aber Bor neigt dazu, kovalente Bindungen zu bilden. Die Oxide der Metalle lösen sich in Säuren auf, können also als basisch betrachtet werden, aber Aluminiumoxid löst sich auch in Basen auf. Es ist amphoterisch; das heißt, es zeigt sowohl saure als auch grundlegende Eigenschaften., Dies ist ein weiterer Hinweis auf die Umstellung auf nichtmetallischen Charakter. Aluminium ist das dritthäufigste Element in der Erdkruste (7,4 Prozent) und wird häufig in Verpackungsmaterialien verwendet. Aluminium ist ein aktives Metall, aber das stabile Oxid bildet eine Schutzschicht über dem Metall, die korrosionsbeständig ist.,

14 Period 2 6
C 3 14
Si 4 32
Ge 5 50
Sn 6 82
Pb 7 114
Uuq

Properties

This group has a mix types of element with the non-metal carbon, two metalloids, and two metals., Das gemeinsame Merkmal sind vier Valenzelektronen. Die beiden Metalle, Zinn und Blei, sind ziemlich unwirksame Metalle und beide können Ionen mit einer Ladung von zwei plus oder vier Plus in ionischen Verbindungen bilden. Kohlenstoff bildet vier kovalente Bindungen in Verbindungen, anstatt einatomige Ionen zu bilden. Im elementaren Zustand hat es mehrere Formen, von denen die bekanntesten Graphit und Diamant sind. Kohlenstoff ist die Grundlage der organischen Chemie und der biologischen Moleküle. Das Leben hängt von Kohlenstoff ab. Ein Kohlenstoffoxid, Kohlendioxid (CO2), löst sich in Wasser auf, um eine schwach saure Lösung zu erhalten., Saure Oxide sind charakteristisch für Nichtmetalle. Silizium ist in mancher Hinsicht Kohlenstoff ähnlich, da es vier kovalente Bindungen bildet, aber es bildet nicht die breite Palette von Verbindungen. Silizium ist das zweithäufigste Element in der Erdkruste (25,7 Prozent) und wir sind von siliziumhaltigen Materialien umgeben: Ziegeln, Keramik, Porzellan, Schmierstoffen, Dichtstoffen, Computerchips und Solarzellen. Das einfachste Oxid, Siliciumdioxid (SiO2) oder Siliciumdioxid, ist Bestandteil vieler Gesteine und Mineralien.,

Group 15 Period 2 7
N 3 15
P 4 33
As 5 51
Sb 6 84
Bi 7 115
Uup

The Nitrogen group is the series of elements in group 15 (formerly Group V) of the periodic table., Es besteht aus den Elementen Stickstoff (N), Phosphor (P), Arsen (As), Antimon (Sb), Wismut (Bi) und Ununpentium (UUp) (unbestätigt). Der Sammelbegriff pnicogens (jetzt auch pnictogens) wird manchmal auch für Elemente dieser Gruppe verwendet, wobei binäre Verbindungen Pnictide genannt werden; Keiner der Begriffe wird von IUPAC genehmigt. Beide Schreibweisen sollen aus dem Griechischen πνίγειν (pnigein) stammen, um zu ersticken oder zu ersticken, was eine Eigenschaft von Stickstoff ist.

Eigenschaften

Diese Elemente haben alle fünf Valenzelektronen. Stickstoff und Phosphor sind Nichtmetalle., Sie können drei Elektronen gewinnen, um ziemlich instabile Ionen mit einer Ladung von drei Minus, den Nitrid-und Phosphidionen, zu bilden. In Verbindungen bilden sie häufiger kovalente Bindungen. Obwohl nicht in den Top Ten der häufigsten Elemente in der Erdkruste sind sie sehr wichtige Elemente. Stickstoff ist als zweiatomiges Molekül der Hauptbestandteil der Luft und beide Elemente sind lebensnotwendig. Stickstoff umfasst etwa 3 Prozent des Gewichts des menschlichen Körpers und Phosphor etwa 1,2 Prozent. Kommerziell sind diese Elemente für Düngemittel wichtig., Arsen und Antimon sind Metalloide und Wismut ist das einzige Metall in der Gruppe. Wismut kann drei Elektronen verlieren, um ein Ion mit einer Ladung von drei plus zu bilden. Wismut ist auch das schwerste vollständig stabile Element, das nicht radioaktiv auf andere einfachere Elemente zerfällt.,

8
O 3 16
S 4 34
Se 5 52
Te 6 84
Po 7 116
Uuh

The chalcogens (with the „ch“ pronounced with a hard „c“ as in „chemistry“) are the name for the periodic table Group 16 (formerly Group VIb or VIa) in the periodic table., Es ist manchmal als Sauerstofffamilie bekannt. Sie sind Sauerstoff (O), Schwefel (S), Selen (Se), Tellur (Te), das radioaktive Polonium (Po) und das synthetische Ununhexium (Uuh). Die Verbindungen der schwereren Chalkogene (insbesondere die Sulfide, Selenide und Telluride) sind gemeinsam als Chalcogenide bekannt. Sofern nicht mit einem schwereren Chalkogen gruppiert, gelten Oxide nicht als Chalkogenide.

Eigenschaften:

Diese Gruppe hat sechs Valenzelektronen. Sauerstoff und Schwefel sind Nichtmetalle; Ihre elementare Form ist molekularund sie können zwei Elektronen gewinnen, um Ionen mit einer zwei minus Ladung zu bilden., Sauerstoff ist mit Abstand das häufigste Element in der Erdkruste (49,5 Prozent) und ist in fast allem vorhanden. Es existiert elementar in der Luft als zweiatomiges Molekül, ist Teil von Wasser und sehr vielen Mineralien und lebensnotwendig. Schwefel hat wahrscheinlich die meisten Allotrope eines Elements, obwohl die häufigste und stabilste Form die gelben Kristalle von Schwefelmolekülen sind. Obwohl Selen mit den Nichtmetallen verklumpt ist und Selenide bilden kann, die Oxiden und Sulfiden ähnlich sind, ist sein elementarer Zustand der eines metalloiden Halbleiters wie Tellur und Polonium., In ihrem elementaren Zustand werden sie oft als Metalle bezeichnet. Sauerstoff kann sich mit Schwefel, Selen und Tellur zu mehratomigen Ionen oxo-Anionen verbinden. Sauerstoff ist mehr Elektronegativität als diese Elemente, so dass sie eine positive Oxidationszahl in diesen Ionen annehmen

Der Name Chalkogen wird allgemein als „Erz ehemalige“ aus dem Griechischen chalcos „Erz“ und-gen „Bildung.“Chalcogenide sind als Mineralien weit verbreitet. Zum Beispiel ist FeS2 (Pyrit) ein Eisenerz und AuTe2 gab seinen Namen der Goldrauschstadt Telluride, Colorado in den Vereinigten Staaten.,v>

Group 17 Period 2 9
F 3 17
Cl 4 35
Br 5 53
I 6 85
At 7 117
Uus

Properties

These elements all have seven valence electrons., Diese Gruppe besteht als erste vollständig aus Nichtmetallen. Sie existieren als zweiatomige Moleküle in ihrem natürlichen Zustand und weisen eine fortschreitende Variation der physikalischen Eigenschaften auf (siehe Tabelle unten). Fluor und Chlor existieren als Gase bei Raumtemperatur, Brom als Liguid und Jod als Feststoff. Sie benötigen ein weiteres Elektron, um ihre äußeren Elektronenschalen zu füllen, und neigen daher dazu, ein Elektron zu gewinnen, um eine einzeln geladene negative Ionen zu bilden. Diese negativen Ionen werden als Halogenionen bezeichnet, und Salze, die diese Ionen enthalten, werden als Halogenide bezeichnet.,

Halogene sind hochreaktiv und können daher für biologische Organismen in ausreichenden Mengen schädlich oder tödlich sein. Fluor ist am reaktivsten und die Reaktivität nimmt ab, wenn wir die Gruppe hinuntergehen. Chlor und Jod werden beide als Desinfektionsmittel verwendet. In ihrem elementaren Zustand sind die Halogene Oxidationsmittel und werden in Bleichmitteln verwendet. Chlor ist der Wirkstoff der meisten Gewebebleiche und wird bei der Herstellung der meisten Papierprodukte verwendet. Die Oxide und Hydride, wie die der meisten Nichtmetalle, der Halogene sind sauer., Halogenionen in Kombination mit einzelnen Wasserstoffatomen bilden die Hydrohalsäuren (dh HF, HCl, HBr, HI), eine Reihe besonders starker Säuren. (HUt oder“ hydrastatische Säure “ sollte ebenfalls qualifiziert sein, ist jedoch aufgrund der extremen Instabilität von Astatin gegenüber radioaktivem Alpha-Zerfall typischerweise nicht in Diskussionen über Harnsäure enthalten.) Sie können miteinander reagieren, um Interhalogenverbindungen zu bilden, und können sich mit Sauerstoff in mehratomigen Oxoanionen verbinden. Zweiatomige Interhalogenverbindungen (BrF, ICl, ClF usw.) tragen starke oberflächliche Ähnlichkeit mit den reinen Halogenen.,

Viele synthetische organische Verbindungen und einige natürliche enthalten Halogenatome; Diese werden als halogenierte Verbindungen oder organische Halogenide bezeichnet. Chlor ist bei weitem das häufigste der Halogene und das einzige, das von Menschen in relativ großen Mengen (als Chloridionen) benötigt wird. Zum Beispiel spielen Chloridionen eine Schlüsselrolle bei der Gehirnfunktion, indem sie die Wirkung des inhibitorischen Senders Gamma-Aminobuttersäure (GABA) vermitteln und werden auch vom Körper zur Herstellung von Magensäure verwendet. Jod wird in Spuren für die Produktion von Schilddrüsenhormonen wie Thyroxin benötigt., Andererseits wird angenommen, dass weder Fluor noch Brom für den Menschen wirklich essentiell sind, obwohl geringe Mengen Fluorid den Zahnschmelz gegen Fäulnis resistent machen können.

Der Begriff Halogen wurde geprägt, um Elemente zu bedeuten, die Salz in Verbindung mit einem Metall erzeugen. Es stammt aus der wissenschaftlichen französischen Nomenklatur des achtzehnten Jahrhunderts, die auf fehlerhaften Anpassungen griechischer Wurzeln basiert.

Tabelle der Trends in Schmelzpunkt, Siedepunkt und Elektronegativität.,

* Ununseptium wurde noch nicht entdeckt; Werte sind entweder unbekannt, wenn kein Wert erscheint, oder es handelt sich um Schätzungen, die auf anderen ähnlichen Elementen basieren.,>

1 2
He 2 10
Ne 3 18
Ar 4 36
Kr 5 54
Xe 6 86
Rn 7 118
Uuo

The noble gases are the chemical elements in group 18 (formerly group VIII) of the periodic table., Sie sind helium, neon, argon, krypton, xenon und radon. Sie werden manchmal als Inertgase oder seltene Gase bezeichnet. Der Name „Edelgase“ ist eine Anspielung auf die ähnlich unwirksamen Edelmetalle, die aufgrund ihrer Kostbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und langen Verbindung mit der Aristokratie so genannt werden.

Eigenschaften

Die Edelgase sind alle Nichtmetalle und zeichnen sich durch vollständig gefüllte Elektronenschalen aus. Im Allgemeinen sind sie dadurch chemisch sehr unreaktiv, da es schwierig ist, Elektronen hinzuzufügen oder zu entfernen., Physikalisch existieren sie als einatomige Gase bei Raumtemperatur, auch solche mit größeren Atommassen (siehe Tabelle der physikalischen Eigenschaften unten). Dies liegt daran, dass sie sehr schwache interatomare Anziehungskräfte und folglich sehr niedrige Schmelzpunkte und Siedepunkte haben. Krypton und Xenon sind die einzigen Edelgase, die überhaupt Verbindungen bilden. Diese Elemente können dies tun, weil sie das Potenzial haben, ein erweitertes Oktett zu bilden, indem sie Elektronen in einer leeren d-Unterschale akzeptieren.,

Aufgrund ihrer Unwirksamkeit wurden die Edelgase erst 1868 entdeckt, als Helium spektrographisch in der Sonne nachgewiesen wurde. Die Isolierung von Helium auf der Erde musste bis 1895 warten. Die edlen Gase treten häufig in Heliumballons (sicherer als brennbarer Wasserstoff) und Beleuchtung auf. Einige der Edelgase leuchten unverwechselbare Farben, wenn sie in Entladungsröhren (Neonlichter) verwendet werden, und Argon wird häufig in Glühlampen verwendet.

Tabelle der Trends in Schmelzpunkt, Siedepunkt und Dichte.,

* Ununoctium wurde noch nicht entdeckt; Werte sind entweder unbekannt, wenn kein Wert angezeigt wird, oder es handelt sich um Schätzungen, die auf anderen ähnlichen Elementen basieren.

Alle links abgerufen am 9. Februar 2019.,hemistry • Theoretische Chemie • Thermochemie • Nasschemie

Liste der Biomoleküle • Liste der anorganischen Verbindungen • Liste der organischen Verbindungen • Periodensystem

Allgemeine Unterfelder innerhalb der Naturwissenschaften

Astronomie | Biologie | Chemie | Erdwissenschaften | Ökologie | Physik