Stoffe lassen sich ordnen – Lösungen

a Die Elemente, die zur Elementfamilie der Alkalimetalle gehören, sind Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Caesium.

b  Eine Elementfamilie ist eine Gruppe von Elementen, die ähnliche Eigenschaften besitzen und dadurch zusammengefasst werden können. Im Fall der Alkalimetalle bilden die Elemente Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Caesium eine solche Elementfamilie. Sie zeigen typische metallische Eigenschaften, sind reaktionsfreudig und reagieren zum Beispiel mit Sauerstoff und Wasser.

c Die Alkalimetalle werden in der Industrie zur Herstellung von Batterien und Akkus verwendet. Außerdem werden sie in der Düngemittel-, Waschmittel- und Glasindustrie eingesetzt.

d Wenn man das Metall Natrium frisch mit dem Messer aufschneidet, zeigt es seinen typischen metallischen Glanz. Nach kurzer Zeit wird die Schnittfläche jedoch matt. Dies liegt daran, dass Alkalimetalle sehr reaktionsfreudig sind und mit dem Sauerstoff der Luft reagieren. Das Metall wird also oxidiert.

a  Bei der Chemikalie im Schrank handelt es sich um einen metallisch glänzenden Stoff, der in einer Flüssigkeit aufbewahrt wird. Aufgrund der Lagerung in einer Flüssigkeit, vermute ich, dass es sich um Natrium handelt. Natrium wird aufgrund seiner hohen Reaktivität in Paraffinöl aufbewahrt, damit es zum Beispiel nicht mit dem Sauerstoff der Luft reagieren kann. Eisen benötigt hingegen keine Lagerung in Paraffinöl.

b  Man kann die Vermutung überprüfen, indem man ein kleines Stück des Metalls in Wasser gibt. Wenn es sich um Natrium handelt, dann ist eine heftige chemische Reaktion zu beobachten. Eisen hingegen reagiert nicht mit Wasser.

a  Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium und Radium.

b Sie sind verformbar, leiten Strom und Wärme gut, sie sind reaktionsfreudig und sie zeigen den typischen metallischen Oberflächenglanz, der an der Luft schnell matt wird.

c  Bei der Reaktion mit Wasser zeigt sich eine zunehmende Reaktivität innerhalb der Familie: Beryllium reagiert gar nicht, Magnesium nur mit warmem Wasser, während Calcium und Barium mit Wasser heftig reagieren.

d Die Erdalkalimetalle kommen in der Natur nur in Verbindungen vor, da sie sehr reaktionsfreudig sind und daher schnell Verbindungen mit anderen Elementen eingehen. Dies trifft auch auf die Alkalimetalle und die Halogene zu.

a Fluor und Chlor sind bei Raumtemperatur gasförmig, Brom ist flüssig und Iod ist ein Feststoff.

b Das Wort Halogene bedeutet „Salzbildner“. Erläutere diese Bezeichnung mit einem Beispiel.

c Halogene sind sehr reaktive Elemente und reagieren beispielsweise mit Alkalimetallen. Dabei entstehen Salze. Ein Beispiel dafür ist die Reaktion von Chlor mit Natrium zu Natriumchlorid, das auch als Kochsalz bekannt ist. Aufgrund dieser Eigenschaft werden die Halogene als „Salzbildner“ bezeichnet.

Argon gehört zur Elementfamilie der Edelgase. Diese sind sehr reaktionsträge, was bedeutet, dass sie kaum chemische Reaktionen eingehen. Durch das Einschweißen des Spinats mit Argon wird verhindert, dass der Spinat zum Beispiel mit dem Sauerstoff der Luft reagiert und dadurch verdirbt. Argon fungiert hierbei als Schutzgas und verlängert so die Haltbarkeit des Spinats.

a  Das Periodensystem der Elemente besteht aus senkrechten Spalten, den Gruppen, und waagerecht laufenden Zeilen, den Perioden.

b Die Elemente wurden aufsteigend nach ihrer Atommasse geordnet. Danach wurden sie so angeordnet, dass diejenigen Elemente untereinanderstehen, die chemisch ähnliche Eigenschaften haben. So erhielt man die acht Hauptgruppen, die von den Alkalimetallen bis zu den Edelgasen reichen.

c  Lithium (Li): 1. HG.; 2. P.

Sauerstoff (O): 6. HG, 2. P.

Phosphor (P): 5. HG; 3. P.

Argon (Ar): 8. HG., 3. P.

Barium (Ba): 2. HG.; 6. P.

Kohlenstoff (C): 4. HG.; 4. P.

d  Die Elemente Kohlenstoff, Germanium, Zinn und Blei sind mit Silicium verwandt, weil sie alle in der vierten Hauptgruppe stehen. Diese Elemente haben somit ähnliche Eigenschaften und bilden eine Elementfamilie.

a Li – Be – B – C – N – O – F – Ne – Na – Mg – Al – Si – P – S- Cl – Ar – K

b 

c Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Halogene, Edelgase