Periodensystem: Wieso viele Halogene/Edelgase gasförmig? Im Unterforum Off-Topic - Beschreibung: Alles andere was nirgendwo reinpasst
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Periodensystem: Wieso viele Halogene/Edelgase gasförmig? |
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BID = 356089
Steppenwolf Schreibmaschine
    
Beiträge: 1757 Wohnort: Zürich, Schweiz
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Hallo zusammen,
bin gerade den Stoff von 3 Jahren Chemieunterricht am repetieren.
Beim Periodensystem ist mir etwas aufgefallen. Alle Edelgase sind gasförmig. Zudem sind 2 Halogene (F/Cl) gasförmig, Brom sehr leicht flüchtig und Iod kriegt man auch leicht zum sublimieren.
Dabei kann man ja sagen, je kompakter ein Atom ist und je mehr Aussenelektronen es hat, "umso gasförmiger" ist es...(?)
Wenn man bei den Halogenen nach unten geht, werden die Elemente immer "fester" (bei Normalbedingungen), sie werden ja auch immer grösser.. Die beiden kompaktesten Halogene (F/Cl) sind noch gasförmig. Ebenso alle Edelgase.
Warum? Hat das seinen Grund in der Grösse der Atome/Anzahl Aussenelektronen oder liegt der Hund woanders begraben?
Herzlichen Gruss
Mario
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tsaphiel Inventar
     
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Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff, sind adoch auch gasförmig und weder Edelgas noch Halogen!
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Druff un D'widd!!! |
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BID = 356104
djtechno Inventar
     
Beiträge: 4955 Wohnort: beutelsbach
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außerdem hängts vond er temperatur ab.
quecksilber z.b. ist bei zimmertemperatur flüssig, wenns aber ein wenig wärmer ist, z.b. im sommer, gasförmig
Die schmelztemperaturemn sind also auch noch ein nicht unwichtiger Punkt
Dann gibts verschiedene zustände
der kohlenstoff z.b. kann als steinkohle, diamant oder grafit vorliegen, das hat glaube ich auf den "schmelzpunkt" auch noch auswirkungen
okey, kohlenstoff im kristallgitter (diamant) ist shcon ein sehr spezieller zustand, da es aber keine chemische verbindung zwischen mehreren c-atomen, sondenr nach wie vor reiner kohlenstoff ist, zählt das trotzdem IMHO
oder sind graphit und diamant als eine verbindung (zwischen den C-atomen) anzusehen?
Marcus
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BID = 356140
Steppenwolf Schreibmaschine
    
Beiträge: 1757 Wohnort: Zürich, Schweiz
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Sauerstoff und Stickstoff sind aber auch relativ kompakt (2 Schalen und 6/5 Aussenelektronen)...
Wenn ich so in das Periodensystem schaue, dann seh ich da eine Regelmässigkeit, es hat eine art Dreieck gasförmiger Elemente, das Geht von Stickstoff nach Radon, von Radon nach Helium hoch und von Helium wieder zum Stickstoff, in diesem Dreieck sind viele Elemente Gasförmig oder zumindest leicht flüchtig...
Oder anders rum gefragt: Inwiefern hat der Atombau Einfluss auf den Aggregatszustand unter Normalbedingungen?
Edit: @ djtechno:
Die C-C Bindung im Diamant/Graphit etc. kommt durch Van-der-Vaals-Kräfte zustande. Im Diamant sind die Atome halt so angeordnet, dass diese Kräfte gut wirken können und so die Sache ordentlich zusammenhalten.
Eigentlich sind es doch überall die Vandervaals-Kräfte, die gleichartige Atome zusammenhalten, oder? (Kohlenstoff, Schwefel, Metalle)
(ausser die Doppelmoleküle H2, N2 etc.) (??)
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Steppenwolf am 3 Aug 2006 14:12 ]
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BID = 356147
djtechno Inventar
     
Beiträge: 4955 Wohnort: beutelsbach
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Aber ich denke, du liegst damit richtig. die eigenschaften der elemente sind mit sicherheit nicht "zufällig" - das würde den gesetzen der physik auch widersprechen, sondern sicherlich durch gewicht, kräfte (die sich ja auch irgendwie aus der anzahl der protonen,neutronen,elektronen ergeben), größe u.s.w. bestimmt.
Z.b. ist ja weithin bekannt, daß "nur" die "schweren" atome radioaktiv sind, und daß diese radioaktivität eigentlich nix andres als ein instabiler kern ist, die sehr großen kerne sind instabil, überschwerer wasserstoff ist zwar klein, aber da liegts halt dran, daß im vergleich zu den protonen und elektronen wohl zu viele neutronen (nämlich zwei stück gegenüber einem proton und einem elektron) im kern sind, und dann die kräfte wohl net mehr reichen, um den zuverlässig beisammenzuhalten
ich gehe mal davon aus, daß auch die chemischen eigenschaften von verbindungen sich in irgendeienr form aus den eigenschaften der elemente und der form des erzeugten moleküls ableiten. man kennt halt nur noch keine formeln /gesetzmäßigkeiten, mit denen man die eigenschaften eienr substanz direkt "ausrechnen" könnte
könnte man das, könnte man ein computerprogramm schreiben, wo man eingibt, welche eigenschaften eine substanz haben soll, und das könnte dann die chemische formel für diese ausrechnen, daß würde ganz neue möglichkeiten eröffnen
egal, das sind jetzt alles so gedankenspielchen, aber wie gehabt, hinter allem stehen feste regeln und gesetzmäßigkeiten, auch die farben der elemente, z.b. der metalle u.s.w. haben ja irgendwas mit deren struktur, wenn sie im kristallgitter vorliegen zu tun, und warum ein metall gerade so ein kristallgitter und kein andres, bzw überhaupt eines bildet, muß ja auch in größe, gewicht, kräfte u.s.w. der atome begründet liegen, also im endeffekt könnte man alles irgendwie mathematisch begründen und errechnen, wenn man die formeln und regeln nur kennen würde ...
weil das kristallgitter entsteht ja, durch anziehung und abstoßung zwischen den atomen, hängt also sicher von ab wie viele elektronen, protonen u.s.w. und eben wie die atome miteinander überlappen können
was mich auch itressiert: um das wievielfache dichter ist eigentlich dunkle materie gegenüber einem diamant? nur mal so aus neugier. und hängt das davon ab, welche elemente in das schwarze loch reingesogen wurden, bzw von dessen größe oder wird durch die extremen kräfte ich schwarzen loch dann eh alles de facto zum gleichen (d.h. "verklumpen" die protonen,neutronen und elektronen im schwarzen loch zu einem makrogebilde und man hat dort im klassischen sinne keine elemente mehr, oder bleibt im schwarzen loch wasserstoff wasserstof, helium helium ? ) ?
wenn die elemente im schwarzen loch erhalten blieben, hätte ein schwarzes loch, daß vorallem wasserstoff eingesogen hat, ja eine andre dichte als eines, daß z.b. lauter silber eingesogen hat.
Marcus
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: djtechno am 3 Aug 2006 14:20 ]
Zitat :
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Die C-C Bindung im Diamant/Graphit etc. kommt durch Van-der-Vaals-Kräfte zustande. Im Diamant sind die Atome halt so angeordnet, dass diese Kräfte gut wirken können und so die Sache ordentlich zusammenhalten.
Eigentlich sind es doch überall die Vandervaals-Kräfte, die gleichartige Atome zusammenhalten, oder? (Kohlenstoff, Schwefel, Metalle)
(ausser die Doppelmoleküle H2, N2 etc.) (??)
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ja, daß ist korrekt, die vandervaals kräfte halten alle kristallgitter, moleküle u.s.w. zusammen (oder eben auch nicht mehr, wenn die von außen zugeführte energie zuu hoch wird)
[ Diese Nachricht wurde geändert von: djtechno am 3 Aug 2006 14:22 ]
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perl Ehrenmitglied
       
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Das ist eine komplexe Fragestellung. Letzlich hängt es davon ab, ob bzw. unterhalb welcher Temperatur ein anderer Aggregatzustand als der gasförmige energieärmer ist.
Zwischen den ungeordneten Zuständen flüssig und gasförmig treten meist keinen größeren Änderungen der Bindung und damit der Bindungsenergie auf, aber beim Übergang in den festen Zustand werden durchaus vorher nicht vorhandene chemische Bindungen geknüpft, wie man am Beispiel des Kohlenstoffs schön sehen kann.
Die Metalle tanzen aus der Reihe, denn sie sind in gasförmigem Zustand, genau wie die Edelgase auch, einatomig.
In festem Zustand bilden sie jedoch eine Art Ionengitter, in welchem sich die Elektronen gasartig frei bewegen können.
Da auch flüssige Metalle elektrisch gut leiten (Quecksilber, Gallium !), muß bei Ihnen auch in der flüssige Phase das Elektronengas und damit positive Ionen vorhanden sein.
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DonComi Inventar
     
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djtechno Inventar
     
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stimmt, ist echt genial dieses gallium. die dichte nimmt beim erstarren also ab, d.h. volumen zu.
damit verhält es sich in dem Punkt ja wie wasser,wenn es zu eis erstart
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perl Ehrenmitglied
       
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Solche Dichteanomalien sind garnicht mal so selten.
Der älteste technische Gebrauch dieser Eigenschaft ist vielleicht das früher von den Buch- und Zeitungsdruckern verwendete Letternmetall.
Dort wird die beim Erstarren auftretende Volumenvergrößerung benutzt, damit sich die feinsten Strukturen der Form in das später zum Drucken verwendete Metall abbilden.
Das saubere Schriftbild zeigt, wie gut das funktioniert.
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 3 Aug 2006 15:15 ]
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DonComi Inventar
     
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perl Ehrenmitglied
       
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Ja, ja, ich bin ja gleich wieder still.
Noch einmal zur ursprünglichen Frage:
Bekanntlich hängt ja die Molekulargeschwindigkeit bei gegebener Temperatur von der Masse ab.
Schwerere Moleküle bewegen sich also langsamer als leichte. Damit zusammenhängend steigt auch der Siedepunkt mit steigender Masse.
Wenn man nun einmal die Metalle und Edelgase aussen vorläßt, so können die anderen Elemente, ausser den Halogen ja über kovalente Bindungen polymerisieren und die meisten tun das auch.
Die Folge sind große schwere Moleküle, wie etwa die bekannten S 8-Ringe oder P 4-Tetraeder, mit entsprechend hohen Siedepunkten.
Bei den Halogenen ist nur eine einzige kovalente Bindung möglich, dann ist die äusserste Schale voll.
Deshalb treten diese im Dampf nur als relativ leichte und damit tiefsiedende Dimere auf.
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Steppenwolf Schreibmaschine
    
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Ahaa, das heisst also, dass Schwefel-Atome nicht alleine vorkommen, sondern mit anderen Schwefel-Atomen Elektronenpaarbindungen eingehen? Sozusagen Schwefel-Moleküle? Hmm, wird dann so auch eine Edelgas-Konfiguration erreicht oder lediglich eine Annäherung daran?
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Ja sicher, ich dachte, das sei in interessierten Kreisen allgemein bekannt:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwefel
http://de.wikipedia.org/wiki/Phosphor
Entsprechendes findest du auch z.B. bei Selen und Arsen.
Bor ist mit seiner Dreizentrenbindung etwas exotisch.
Hattest du nicht weiter oben selbst den Begriff der kovalenten Bindung ins Spiel gebracht ?
Im Prinzip ist auch ein Kristall einer solchen Substanz lediglich ein riesiges Makromolekül.
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Steppenwolf Schreibmaschine
    
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Wow.. Jetzt wird mir einiges klar... Das hatten wir in der Chemie nie besprochen...
Wir haben Elektronenpaarbindungen/kovalente Bindungen lediglich mit zwei verschiedenen Atomen betrachtet..
Zum Beispiel des Diamanten: Die Kohlenstoffatome, sind die jetzt durch Elektronenpaarbindungen oder lediglich durch Van-der-Waals Kräfte verbunden? Klar, VdW ist immer, aber gibt es auch eine kovalente Bindung? Oder nur VdW?
Ein C-Atom müsste dann mit 4 anderen C-Atomen eine Bindung eingehen, um die Edelgaskonfig zu erreichen, oder? Das tut es ja auch... Ich werd verrückt... Irgendwie hat unser Lehrer diesen Ansichtspunkt weggelassen... Bin erstaunt..
Edit: Hmm, beim Fulleren ist ein C-atom aber nur mit 3 anderen C-Atomen verbunden... Wie geht denn das nun? Wird lediglich Edelgaskonfig bestrebt, hier aber net erreicht?
Gibt es Ausnahmen? D.h. gibt es Elemente, deren Atome einzeln vorkommen und keine Kristallgitter bilden? (Ausser den Edelgasen)
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Steppenwolf am 3 Aug 2006 19:22 ]
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