Wie geht das Periodensystem?! - Atomradien und Ionenradien
Summary
TLDRDieses Video erklärt, wie klein Atome tatsächlich sind. Atome sind so winzig, dass sie mit bloßem Auge und sogar mit einem Mikroskop nicht sichtbar sind. Die Größenordnung liegt bei etwa 10^-10 m, was im Vergleich zur Körpergröße eines Menschen so groß wie der Abstand zwischen Erde und Sonne ist. Atome werden oft in Pikometern gemessen, was 10^-12 m entspricht. Das Periodensystem hilft zu verstehen, wie sich die Größe der Atome innerhalb von Gruppen und Perioden verändert. Atome werden fester, wenn sie mehr Protonen haben und die Elektronenhülle enger am Kern angezogen wird. Positive Ionen sind kleiner, während negative Ionen größer als ihre neutralen Atome sind. Das Video nutzt einfache Vergleiche und Visualisierungen, um diese komplexen Konzepte verständlich zu machen.
Takeaways
- 🔬 Atome sind extrem klein und nicht mit bloßem Auge sichtbar, ihre Größenordnung liegt im Bereich von 10^-10 m.
- 🔎 Verwendet man ein Mikroskop, können Zellen beobachtet werden, aber nicht Moleküle oder Atome.
- 📏 Die Größe von Atomen wird oft in Pikometern angegeben, was 10^-12 m entspricht.
- 🌐 Atome variieren in ihrer Größe, können aber im Durchschnitt etwa 0,1 Nanometer messen.
- 📊 Innerhalb einer Hauptgruppe des Periodensystems nehmen die Atomradien von oben nach unten zu, wobei Wasserstoff den kleinsten und Cesium den größten Radius aufweist.
- 🔄 Je weiter unten im Periodensystem sich ein Atom befindet, desto mehr Schalen hat es und desto größer ist sein Radius.
- ➡️ In einer Periode des Periodensystems nimmt der Atomradius von links nach rechts ab, da die positiven Ladungen der Kernprotonen die Elektronen stärker anziehen.
- ⚛️ Obwohl die Kerne der Elemente rechts im Periodensystem größer sind (mehr Protonen und Neutronen), sind die Atome insgesamt kleiner, weil die Elektronenhülle, die die Hauptgröße ausmacht, stärker zusammengezogen wird.
- 🚩 Helium hat den kleinsten, Cesium den größten Atomradius unter den stabilen Nuklide.
- 💫 Der Atomradius im Periodensystem tendenziell von oben rechts nach unten links abnimmt.
- 🔋 Positive Ionen (Kationen) sind kleiner als ihre neutralen Atome, während negative Ionen (Anionen) größer sind, aufgrund der unterschiedlichen Elektronen-Protonen-Bilanz im Atomkern.
Q & A
Wie klein sind Atome im Vergleich zu unserem bloßem Auge?
-Atome sind so klein, dass sie mit bloßem Auge nicht erkennbar sind.
Was kann man mit einem Mikroskop untersuchen?
-Mit einem Mikroskop können sehr kleine Dinge wie Zellen untersucht werden, aber nicht Moleküle oder Atome.
Wie groß sind Atome in Bezug auf Größenordnung?
-Die Größenordnung von Atomen liegt im Bereich von 10 hoch -10 Meter.
Wie kann man die Größe von Atomen vergleichen?
-Man kann die Größe von Atomen mit der Strecke zwischen Erde und Sonne vergleichen, was sehr groß ist.
In welcher Einheit werden Atomradien meist angegeben?
-Atomradien werden meist in Pikometern angegeben, was 10 hoch -12 Meter entspricht.
Wie groß sind die Atomradien der Hauptgruppenelemente?
-Die Atomradien der Hauptgruppenelemente liegen zwischen 28 bis zu 225 Pikometern.
Was zeigt das Periodensystem über die Atomradien?
-Das Periodensystem zeigt, dass die Atomradien innerhalb einer Gruppe von oben nach unten zunehmen und innerhalb einer Periode von links nach rechts abnehmen.
Warum sind Atome in der Periodensystem von links nach rechts kleiner?
-Je mehr Protonen ein Atom hat, desto stärker wird die Elektronenhülle zusammengezogen, was das Atom kleiner macht.
Was ist der Unterschied zwischen Atomen und Ionen in Bezug auf die Größe?
-Positive geladene Ionen (Kationen) sind kleiner als ihre Atomform, während negativ geladene Ionen (Anionen) größer sind.
Wie beeinflusst die Ladung eines Ions seine Größe?
-Positive Ionen sind kleiner, weil sie weniger Elektronen haben, die vom Kern angezogen werden. Negative Ionen sind größer, weil sie mehr Elektronen haben, die nicht so stark vom Kern angezogen werden.
Wie viele Wasserstoffatome mit einem Durchmesser von 64 Pikometern müssten gestapelt werden, um so groß wie ein Mensch zu werden?
-Die Antwort auf diese Frage würde eine Übersicht über die Größenverhältnisse geben, aber die exakte Anzahl wäre sehr hoch.
Outlines
🔬 Grundlagen der Atomgröße
Der erste Absatz des Skripts beschäftigt sich mit der Frage nach der Größe von Atomen. Es wird erklärt, dass Atome mit bloßem Auge nicht erkennbar sind und dass ein Mikroskop benötigt wird, um Zellen zu untersuchen. Atome selbst sind jedoch noch kleiner und können nur mit speziellen Mikroskopie-Techniken beobachtet werden. Es wird betont, dass Atome in einer Größenordnung von 10 hoch -10 Meter liegen, was im Vergleich zur Körpergröße eines Menschen so groß wie der Abstand zwischen Erde und Sonne ist. Die Größe von Atomen wird oft in Pikometern angegeben, was 10 hoch -12 Meter entspricht. Die Größe der Atome variiert, und es gibt große Unterschiede zwischen den Atomen verschiedener Elemente. Das Periodensystem hilft dabei, diese Unterschiede zu verstehen. Innerhalb einer Gruppe nehmen die Atomradien von oben nach unten zu, während sie innerhalb einer Periode von links nach rechts abnehmen. Diese Veränderungen können mit dem Schalenmodell erklärt werden, bei dem mehr Schalen zu einem größeren Atomradius führen und mehr Protonen im Kern die Elektronen stärker anziehen, was zu einem kleineren Atomradius führt.
🌐 Vergleich von Atom- und Ionradien
Der zweite Absatz des Skripts erläutert die Unterschiede zwischen Atomen und Ionen. Es wird verdeutlicht, dass positive Ionen (Kationen) aufgrund weniger Elektronen im Vergleich zu ihren Atomen kleiner sind, während negative Ionen (Anionen) aufgrund mehr Elektronen im Vergleich zu ihren Atomen größer sind. Diese Veränderungen der Größe sind auch im Periodensystem sichtbar, wo Ionen innerhalb einer Gruppe aufgrund zusätzlicher Schalen größer werden und innerhalb einer Periode aufgrund der stärkeren Anziehung der Elektronen durch die Protonen im Kern kleiner werden. Der Absatz schließt mit einer Herausforderung für das Publikum, die Größe von Wasserstoffatomen in Bezug auf die Körpergröße eines Menschen zu vergleichen.
Mindmap
Keywords
💡Atom
💡Mikroskop
💡Größenordnung
💡Pikometer
💡Hauptgruppen
💡Schalenmodell
💡Periodensystem
💡Atomradius
💡Kation
💡Anion
💡Elektronenhülle
Highlights
Ein Atom ist mit bloßem Auge nicht erkennbar.
Mikroskop ermöglicht das Untersuchen sehr kleiner Dinge wie Zellen, aber nicht von Molekülen oder Atomen.
Die Größe von Atomen liegt im Bereich von 10^-10 m.
Atomgrößen können auch mit 10^-9 m angegeben werden, was 0,1 Nanometer entspricht.
Atomradien werden oft in Pikometern (10^-12 m) angegeben.
Atomradien der Hauptgruppen liegen zwischen 28 bis zu 225 Pikometern.
Innerhalb einer Gruppe nehmen die Atomradien von oben nach unten zu.
Wasserstoff hat den kleinsten Atomradius, Cesium den größten in der ersten Hauptgruppe.
Je weiter unten im Periodensystem, desto mehr Schalen besitzen die Atome.
Innerhalb einer Periode nimmt der Atomradius von links nach rechts ab.
Je mehr Protonen ein Atom hat, desto kleiner ist sein Radius.
Der Atomkern ist sehr klein im Vergleich zur Elektronenhülle.
Die Elektronenhülle bestimmt die Größe des Atoms.
Das Atom am rechten oberen Ende der Periodensystemtabelle hat den kleinsten Radius.
Cesium hat den größten Radius unter den stabilen Nukleiden.
Der Atomradius im Periodensystem nimmt von oben rechts nach unten links zu.
Ionenradien nehmen innerhalb einer Gruppe zu, ähnlich wie Atomradien.
Positive geladene Ionen (Kationen) sind kleiner als ihre neutralen Atome.
Negative geladene Ionen (Anionen) sind größer als ihre neutralen Atome.
Die Trends sind: Links nach rechts werden die Radien kleiner, oben nach unten größer, positiv geladene Teilchen haben einen kleineren Radius, negativ geladene Ionen sind größer als ihre neutralen Atome.
Die Differenz zwischen Atom und Ion wird im Video geklärt.
Transcripts
servus Leute habt ihr euch schon mal
gefragt wie klein ist eigentlich so ein
Atom also mit bloßem Auge ist es
natürlich nicht erkennbar wenn wir ein
Mikroskop nehmen können wir sehr kleine
Sachen untersuchen also probieren wir es
mal damit hier sieht man dann Zellen
aber bis auf Moleküle oder Atome kann
man nicht schauen h dumm wie krass klein
sind die denn und sind die Atome gleich
groß oder gibt's da große und kleine mit
den Fragen beschäftigen wir uns heute
[Musik]
zuerst mal verschiedene Atome sind
unterschiedlich groß aber trotzdem ist
mal die Größenordnung wichtig die liegt
so im Bereich von 10 hoch-1 m so
darunter könnt ihr euch jetzt echt was
vorstellen stimmt deshalb ist es
ziemlich gut dann vergleich anzugeben so
ein Atom ist im Vergleich zu eurer
Körpergröße so groß wie eure Körpergröße
zur Strecke zwischen Erde und Sonne und
der Abstand zwischen Erde und Sonne ist
schon riesig so vom Prinzip her kann man
die Größe der Atome auch in
also 10 hoch-9 m angeben trotzdem
bekommt man dann dumme Dezimalzahlen
also sowas wie 0,1 Nanometer deshalb
werden die Größen der Atome meist in
pikometer angegeben ein pikometer sind
10 hoch- 12 m dadurch hat man für die
Atomradien recht schöne zahlen die Ligen
bei den Atomen der Hauptgruppen zwischen
28 bis zu 225 pikomet da sieht man jetzt
aber auch schon zwischen den einzelnen
Atomen gibt ein groß Unterschied manche
Atome sind zehn Mal größer als andere
hilfreich ist hier aber das
Periodensystem da erkennt man einige
Zusammenhänge mit den Atomradien
innerhalb einer Gruppe also z.B der
ersten Hauptgruppe nehmen die Atomradien
von oben nach unten zu das heißt
wasserstoff hat den kleinsten Atomradius
cesium von den stabilen nukleiden dieser
Gruppe den größten das kann man sich mit
dem Schalenmodell gut erklären je weiter
unten im Periodensystem die Atome stehen
desto mehr Schalen besitzen Sie
zusätzliche Schalen bedeuten aber auch
die Atome werden fetter also der Radius
wird größer wenn wir innerhalb einer
Periode bleiben sehen wir auch einen
Trend je weiter rechts die Atome einer
Periode also einer Zeile stehen desto
kleiner ist der Radius aber warum jetzt
na ja je weiter rechts die stehen desto
mehr positive Protonen haben die Atome
im Kern das sagt einem die Ordnungszahl
je mehr von denen ich aber hab desto
stärker werden die zum Kern hingezogen
wenn ich jetzt also mehr habe werden die
Elektronen weiter nach innen gezogen und
mein Atom ist kleiner wie wenn die Atome
den Bauch einziehen würden wenn sie mehr
Protonen haben also obwohl die Zellkerne
der Elemente rechts im Periodensystem
größer sind also mehr Proton und
Neutronen drin haben sind die Atome
insgesamt kleiner denn die
Elektronenhülle macht die hauptgröße aus
und die wird stärker zusammzogen der
Zellkern ist super Mini winzlig im
Vergleich zur elektronenhöhle und für
die Größe vernachlässigbar so wie die
Sonne im Vergleich zum ganzen
Sonnensystem mit Planetenbahn und beim
elektronenhühlenradius geht es
hauptsächlich nach Schalen und das
weiter rechts in der Periode auch mehr
Elektronen in der äußersten Schale sind
macht dafür den Radius im Verhältnis
nicht so den
Unterschied damit ist auch ganz klar den
kleinsten Radius hat das Atom rechts
oben damit sind beide Trends erfüllt
also Helium hat den geringsten Radius
andersrum hat dann cesium den größten
Radius von den stabilen also den nicht
radioaktiven nukleiden tendenziell nimmt
also insgesamt der Atomradius im
Periodensystem von oben rechts nach
unten links zu so haben wir das schon
mal geklärt Puuh dann haben wir jetzt
noch die ionradien vor uns Gutes schon
mal alles was wir über die Atomradien
gesagt haben gilt auch für die
Ionenradien also die nehmen auch
innerhalb einer Gruppe zu weil sie mehr
Schalen haben und innerhalb von einer
Periode nimmt die Größe ab da mehr
Protonen vom Kern die Elektronen an sich
ziehen also geht's nur noch darum wie
verhält sich so ein Atom zu sein Ion und
da ist ganz klar das positiv geladene
Ion also ein Kation ist kleiner als ein
Atom das Ion hat ja weniger Elektronen
aber die Anzahl der Protonen im Kern ist
immer noch genauso groß also ziehen
jetzt mehr Protonen weniger Elektronen
zum Kern somit sind die positiven Ionen
insgesamt kleiner als ihr Atom im
Umkehrschluss heißt das dass die negativ
geladenen Ionen also die Anion einen
größeren Radius als die Atome haben auch
hier gilt mehr Elektronen die Platz
wollen aber immer noch genauso viele
Protonen die alles nach innen ziehen
wollen dadurch schaffen die Protonen es
nicht wirklich gut die vielen Elektronen
schön nah an den Kern zu ziehen somit
sind die negativ geladenen Ionen größer
als ihre Atome wichtig für euch also
merken die Trends merken von links nach
rechts werden die raden kleiner von oben
nach unten größer positiv geladene
Teilchen haben einen kleineren Radius
als die Atome negativ geladene Ionen
sind fetter als ihre neutralen Atome das
müsste dann auch für die wichtigen
Sachen reichen falls ihr euch jetzt
denkt verdammt was zur Hölle war noch
mal der Unterschied zwischen Atom und
ION dann klickt jetzt hier da wird's
geklärt postet mal in die Comments wie
viele Wasserstoffatome mit einem
Durchmesser von 64 pikomet aufeinander
gestapelt so groß sind wie ihr werden
vermutlich verdammt viele sein also
macht's gut Leute bis denne ich gebenne
ciao
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