- Chemie
- Modelle, Formeln und Konzepte
- Chemische Bindungen
- Valenzelektronen – ihre Bedeutung für chemische Bindungen
Valenzelektronen – ihre Bedeutung für chemische Bindungen
Atome bestehen aus Neutronen, Protonen und Elektronen. Entscheidend für chemische Bindungen sind die äußersten Elektronen, die sogenannten Valenzelektronen. Im folgenden Text erfährst du, wie man ihre Anzahl bestimmt und warum sie eine Schlüsselrolle spielen. Bist du neugierig geworden? Dann lies weiter!
- Valenzelektronen – ihre Bedeutung für chemische Bindungen
- Atomaufbau
- Die Valenzelektronen und das Periodensystem der chemischen Elemente
- Wie bestimmt man die Zahl der Valenzelektronen? – Bestimmung
- Wie bestimmt man die Zahl der Schalen? – Bestimmung
- Valenzelektronen und chemische Bindung
- Hinweise zum Video
die Noten verbessern
In wenigen Schritten dieses Video freischalten & von allen sofatutor-Inhalten profitieren:
in nur 12 Minuten? Du willst ganz einfach ein neues
Thema lernen in nur 12 Minuten?
-
5 Minuten verstehen
Unsere Videos erklären Ihrem Kind Themen anschaulich und verständlich.
92%der Schüler*innen hilft sofatutor beim selbstständigen Lernen. -
5 Minuten üben
Mit Übungen und Lernspielen festigt Ihr Kind das neue Wissen spielerisch.
93%der Schüler*innen haben ihre Noten in mindestens einem Fach verbessert. -
2 Minuten Fragen stellen
Hat Ihr Kind Fragen, kann es diese im Chat oder in der Fragenbox stellen.
94%der Schüler*innen hilft sofatutor beim Verstehen von Unterrichtsinhalten.
Das Valenzelektronen Quiz besiegt 60% der Teilnehmer! Kannst du es schaffen?
Quiz startenDu musst eingeloggt sein, um bewerten zu können.
Wow, Danke!
Gib uns doch auch deine Bewertung bei Google! Wir freuen uns!
Grundlagen zum Thema Valenzelektronen – ihre Bedeutung für chemische Bindungen
Valenzelektronen – ihre Bedeutung für chemische Bindungen
Erinnerst du dich noch daran, wie ein Atom aufgebaut ist? Es besteht aus Neutronen sowie Protonen im Kern und Elektronen in der wesentlich größeren Atomhülle. In der Kernphysik interessiert man sich besonders für den Atomkern. In der Chemie interessieren wir uns aber mehr für die Elektronen, insbesondere für die Außenelektronen, die am weitesten vom Kern entfernt sind. Diese Außenelektronen werden auch Valenzelektronen genannt. Aber was macht diese Elektronen so besonders? Dazu wiederholen wir zunächst den grundsätzlichen Aufbau eines Atoms.
Atomaufbau
Atome bestehen aus dem Atomkern und der Atomhülle (Kern-Hülle-Modell). Im Kern befinden sich elektrisch positiv geladene Protonen
Die Elektronen im Schalenmodell
Die Besetzung der Atomhülle mit Elektronen, die sogenannte Elektronenkonfiguration, erfolgt nicht irgendwie frei, sondern in einer ganz bestimmten Art und Weise. Die Elektronen in der Hülle bewegen sich auf festen Schalen um das Atom. Dabei kann die erste, dem Kern am nächsten liegende Schale maximal zwei Elektronen aufnehmen. Die darüber liegenden Schalen können mit maximal acht Elektronen besetzt werden. Man spricht dabei auch vom Schalenmodell. Je nach Element und Zahl der Elektronen ist eine bestimmte Schale die äußerste Schale. Die äußerste Schale heißt auch Valenzschale.
An dieser Stelle merken wir uns, dass Atome mit voll besetzter Valenzschale – bei der ersten Schale also zwei Elektronen, bei allen anderen Schalen acht Elektronen – energetisch gesehen besonders stabil sind.
Die Valenzelektronen und das Periodensystem der chemischen Elemente
Wir wissen bereits, dass die Valenzelektronen die Außenelektronen auf der Valenzschale eines Atoms sind. Die Valenzelektronen sind in der Chemie deshalb so wichtig, weil sie an der chemischen Bindung beteiligt sind. Der Begriff Valenz bedeutet nichts anderes als Bindung. Du findest das Wort auch in dem Begriff kovalent wieder. Nun wollen wir herausfinden, wie viele Valenzelektronen ein Element hat und wie viele Schalen es besitzt, die mit Elektronen besetzt werden. Dabei hilft dir das Periodensystem der Elemente.
Wie bestimmt man die Zahl der Valenzelektronen? – Bestimmung
Bei Betrachtung des Periodensystems stellst du schnell fest, dass die Elemente senkrecht übereinander in Gruppen, den Hauptgruppen und Nebengruppen, angeordnet sind. Die Haupt- und Nebengruppen haben die Zahlen 1 bis 8, wobei die Hauptgruppen des Periodensystems oft auch mit den römischen Zahlen I bis VIII beschriftet sind. Diese Zahl entspricht genau der Zahl der Valenzelektronen.
Merke: Die Nummer der Gruppe, in dem ein Element steht, entspricht genau der Anzahl der Valenzelektronen des Elements.
Beispiele: Das Element Lithium
Ausnahme: Ganz oben rechts steht in der VIII. Hauptgruppe das Element Helium
Merke: Die Elemente einer Hauptgruppe haben immer die gleiche Anzahl an Valenzelektronen, deshalb verhalten sie sich in den meisten Fällen chemisch sehr ähnlich.
Wie bestimmt man die Zahl der Schalen? – Bestimmung
Die Elemente befinden sich im Periodensystem auch in waagerechten Perioden. Ganz oben, in der ersten Periode, findest du nur zwei Elemente: ganz oben links den Wasserstoff
Wenn du eine Reihe tiefer gehst, dann bist du in der zweiten Periode, die der Besetzung der zweiten Schale folgt. Da diese Schale mit acht Elektronen aufgefüllt werden kann, findest du in dieser Periode auch acht Elemente:
Lithium
Merke: Die Nummer der Periode, in der ein Element steht, entspricht der Zahl der Schalen in den Atomen des Elements.
Beispiel: Sauerstoff steht in der zweiten Periode, es hat somit zwei Schalen, eine innere und eine äußere Schale – die Valenzschale. Da wir auch wissen, dass Sauerstoff in der VI. Hauptgruppe steht, wissen wir auch, dass seine Valenzschale mit sechs Valenzelektronen besetzt ist.
Valenzelektronen und chemische Bindung
Wir erinnern uns, dass Atome mit voll besetzter Valenzschale – bei der ersten Schale also zwei Elektronen, bei allen anderen Schalen acht Elektronen – energetisch gesehen besonders stabil sind. Nun ist es aber so, dass die Elemente in den ersten sieben Hauptgruppen keine voll besetzte Schale haben. Damit haben sie noch keinen besonders stabilen Zustand erreicht. Wenn sie aber eine chemische Bindung eingehen, dann können sie diesen stabilen Zustand erreichen. Wie das gelingt, schauen wir uns an einem Beispiel an:
Das Element Lithium ($Li$) mit insgesamt drei Elektronen steht in der I. Hauptgruppe. Die erste Schale ist mit zwei Elektronen voll besetzt. Dazu befindet sich noch ein Elektron auf der Valenzschale. Wenn Lithium dieses Elektron abgeben würde, dann bliebe die darunterliegende voll besetzte Schale als neue Valenzschale übrig. Das wäre ein besonders stabiler Zustand für das Lithium. Und genau deswegen gibt Lithium sein Valenzelektron gerne an ein anderes Element ab.
Als Akzeptoren bieten sich besonders die Elemente der VII. Hauptgruppe an, denn diese benötigen nur noch ein Elektron, damit ihre Valenzschale voll besetzt ist. Chlor
In vergleichbarer Weise verbindet sich Natrium aus der 1. Hauptgruppe mit Chlor aus der VII. Hauptgruppe. Natrium steht in der dritten Periode, somit ist seine dritte Schale die Valenzschale mit einem Valenzelektron. Die Verbindung, die dabei entsteht, kennst du bestimmt. Es ist das Kochsalz mit der chemischen Formel
Was ist die Edelgasregel?
Eine gemeinsame Eigenschaft der Edelgase, welche sich in der 8. Hauptgruppe des Periodensystems befinden, ist, dass sie schon eine voll besetzte Valenzschale besitzen. Sie sind also schon stabil und deswegen gehen sie unter normalen Bedingungen auch keine chemischen Reaktionen ein. Aber alle anderen Elemente gehen nach der Edelgasregel dann eine chemische Verbindung mit anderen Atomen ein, wenn dadurch ein energetisch besonders stabiler Zustand erreicht wird. So ein stabiler Zustand liegt vor, wenn die Valenzschale, wie bei den Edelgasatomen, mit Elektronen voll besetzt ist. Man spricht dann auch von der sogenannten Edelgaskonfiguration.
Hinweise zum Video
Das Video erklärt dir den Zusammenhang zwischen Valenzelektronen und chemischer Bindung. An Vorkenntnissen solltest du den Aufbau der Atome und die chemischen Begriffe Element und Verbindung und in Grundzügen auch die Formelschreibweise beherrschen.
Du findest hier auch Übungen zu den Valenzelektronen und Arbeitsblätter mit Lösungen.
1.215.161 Schülerinnen und Schüler haben bereits unsere Übungen absolviert. Direktes Feedback, klare Fortschritte: Finde jetzt heraus, wo du stehst!
Jetzt registrieren und vollen Zugriff auf alle Funktionen erhalten!
30 Tage kostenlos testenValenzelektronen – ihre Bedeutung für chemische Bindungen Übung
-
Gib an, wo sich die Valenzelektronen befinden.
TippsIm Atomkern befinden sich die Neutronen und Protonen, in der Atomhülle sind die Elektronen.
LösungDer Aufbau eines Atoms ist immer gleich: In der Mitte eines Atoms befindet sich der Atomkern mit elektrisch positiv geladenen Protonen sowie neutralen Neutronen. Den Atomkern umgibt die wesentlich größere Atomhülle, in der die elektrisch negativ geladenen Elektronen sind. Die Ladungen von Protonen und Elektronen gleichen sich aus, sodass ein Atom insgesamt elektrisch neutral ist.
Die Elektronen bewegen sich nicht willkürlich in der Atomhülle, sondern befinden sich auf Schalen um den Atomkern.
Die äußerste Schale eines Atoms wird auch Valenzschale genannt. Die Elektronen, die sich auf dieser äußersten Schale aufhalten, sind die Außenelektronen beziehungsweise Valenzelektronen. -
Bestimme die Anzahl der Valenzelektronen.
TippsDie Valenzelektronen sind die Elektronen, die sich auf der äußersten Schale befinden.
LösungDie Valenzelektronen sind die Elektronen auf der äußersten Schale eines Atoms. „Valenz“ bedeutet übrigens „Wertigkeit“. Damit ist die Fähigkeit eines Atoms gemeint, sich mit einer bestimmten Anzahl anderer Atome chemisch zu verbinden. Valenzelektronen sind für das chemische Verhalten eines Elements verantwortlich.
Die Anzahl der Valenzelektronen können wir an der Hauptgruppennummer ablesen:
- Argon ist in der achten Hauptgruppe und weist somit acht Valenzelektronen auf.
- Chlor befindet sich mit sieben Valenzelektronen in der siebten Hauptgruppe.
- Mit nur einem Valenzelektron steht Natrium in der ersten Hauptgruppe.
- Helium stellt eine Ausnahme dar. Denn trotz der achten Hauptgruppe verfügt es nur über zwei Außenelektronen. Das liegt daran, dass es lediglich eine Schale besitzt, die nur Platz für zwei Elektronen hat.
Da Elemente der gleichen Hauptgruppe die gleiche Anzahl an Valenzelektronen besitzen, zeigen sie ein ähnliches Reaktionsverhalten.
-
Zeige auf, welche Informationen du dem Periodensystem der Elemente entnehmen kannst.
TippsEin Atom eines Elements, das in der dritten Periode steht, verfügt über drei Schalen.
LösungDas Periodensystem der Elemente stellt nicht nur eine Übersicht aller (bisher entdeckten) Elemente dar, sondern ermöglicht auch das Ablesen zahlreicher Informationen über den Atomaufbau. Es ist in Gruppen und Perioden unterteilt:
- Die Periode gibt an, wie viele Schalen ein Atom in der Atomhülle besitzt. Lithium befindet sich in der zweiten Periode und somit hat ein Lithiumatom zwei Schalen in der Atomhülle.
- Die Hauptgruppe gibt an, wie viele Valenzelektronen ein Atom aufweist. Das Element Beryllium steht in der zweiten Hauptgruppe und ein Berylliumatom verfügt deswegen über zwei Valenzelektronen.
-
Beschreibe, welche Bedeutung Valenzelektronen für chemische Bindungen haben.
TippsDie Hauptgruppennummer gibt Auskunft über die Anzahl der Valenzelektronen.
LösungAtome der Elemente der achten Hauptgruppe, die Edelgase, haben eine vollständig besetzte Außenschale. Daher spricht man auch bei diesem angestrebten, energetisch stabilen Zustand von der Edelgaskonfiguration. Dieser Zustand wird von allen Atomen angestrebt. Atome von Elementen, die nicht in der achten Hauptgruppe sind, können diesen mittels chemischer Bindungen erreichen.
Natrium beispielsweise steht in der dritten Periode sowie in der ersten Hauptgruppe. Natriumatome haben folglich drei Schalen und ein Valenzelektron, das bei Reaktionen leicht an andere Atome abgegeben wird. Durch diese Abgabe ist die zweite Schale nun die äußerste und das Natriumatom erreicht die Edelgaskonfiguration.
Umgekehrt verhält es sich bei den Elementen der siebten Hauptgruppe, zum Beispiel Chlor: Ein Elektron wird benötigt, um die Valenzschale eines Chloratoms vollständig zu besetzen. Wenn ein Chloratom eine Verbindung mit einem Atom eines Elements der ersten Hauptgruppe eingeht, zum Beispiel mit Natrium, dann entsteht zwischen den beiden eine chemische Bindung: Das Natriumatom gibt ein Elektron ab, das Chloratom nimmt ein Elektron auf.
-
Bestimme alle Elemente, die nur ein Valenzelektron aufweisen.
TippsDie Valenzelektronen sind die Elektronen, die sich auf der äußersten Schale befinden.
Du musst drei Bilder auswählen.
LösungAtome mit der gleichen Anzahl an Valenzelektronen zeigen ein ähnliches Reaktionsverhalten, da bei chemischen Reaktionen immer nur die äußersten Elektronen beteiligt sind. Alle Elemente der achten Hauptgruppe, die Edelgase, sind beispielsweise sehr reaktionsträge und gehen keine chemischen Verbindungen ein. Das liegt daran, dass sie bereits die Edelgaskonfiguration erreicht haben.
Folgende Elemente haben nur ein Valenzelektron und befinden sich somit in der ersten Hauptgruppe:
- Wasserstoff
- Lithium
- Natrium
-
Charakterisiere die Elemente anhand des Periodensystems.
TippsDie Periodenzahl gibt Auskunft darüber, wie viele Schalen ein Atom in seiner Hülle hat.
Ein Wasserstoffatom hat eine Schale in der Atomhülle sowie ein Valenzelektron.
LösungDas Periodensystem der Elemente stellt nicht nur eine Übersicht aller (bisher entdeckten) Elemente dar: Anhand dieser Tabelle können wir viele Informationen über den Aufbau eines Atoms ablesen.
Das Periodensystem ist in Gruppen und Perioden eingeteilt: Die Periode gibt an, wie viele Schalen ein Atom in der Atomhülle besitzt. Die Hauptgruppe gibt an, wie viele Valenzelektronen ein Atom aufweist.
$\underline{\text{Bor:}}$
- Elementsymbol: B
- zweite Periode $\to$ zwei Schalen
- dritte Hauptgruppe $\to$ drei Valenzelektronen
$\underline{\text{Magnesium:}}$
- Elementsymbol: Mg
- dritte Periode $\to$ drei Schalen
- zweite Hauptgruppe $\to$ zwei Valenzelektronen
$\underline{\text{Helium:}}$
- Elementsymbol: He
- erste Periode $\to$ eine Schale
- achte Hauptgruppe $\to$ zwei Valenzelektronen (Ausnahme!)
$\underline{\text{Arsen:}}$
- Elementsymbol: As
- vierte Periode $\to$ vier Schalen
- fünfte Hauptgruppe $\to$ fünf Valenzelektronen
$\underline{\text{Zinn:}}$
- Elementsymbol: Sn
- fünfte Periode $\to$ fünf Schalen
- vierte Hauptgruppe $\to$ vier Valenzelektronen
8'807
sofaheld-Level
6'601
vorgefertigte
Vokabeln
7'397
Lernvideos
36'263
Übungen
32'832
Arbeitsblätter
24h
Hilfe von Lehrkräften
Inhalte für alle Fächer und Schulstufen.
Von Expert*innen erstellt und angepasst an die Lehrpläne der Bundesländer.
Testphase jederzeit online beenden
Beliebteste Themen in Chemie
- Periodensystem
- Ammoniak Verwendung
- Entropie
- Salzsäure Steckbrief
- Kupfer
- Stickstoff
- Glucose Und Fructose
- Salpetersäure
- Redoxreaktion
- Schwefelsäure
- Natronlauge
- Graphit
- Legierungen
- Dipol
- Molare Masse, Stoffmenge
- Sauerstoff
- Elektrolyse
- Bor
- Alkane
- Verbrennung Alkane
- Chlor
- Elektronegativität
- Tenside
- Toluol, Toluol Herstellung
- Wasserstoffbrückenbindung
- Fraktionierte Destillation Von Erdöl
- Carbonsäure
- Ester
- Harnstoff, Kohlensäure
- Reaktionsgleichung Aufstellen
- Redoxreaktion Übungen
- Cellulose Und Stärke Chemie
- Süßwasser Und Salzwasser
- Katalysator
- Ether
- Primärer Alkohol, Sekundärer Alkohol, Tertiärer Alkohol
- Van-der-Waals-Kräfte
- Oktettregel
- Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid, Oxide
- Alfred Nobel Und Die Dynamit Entdeckung
- Wassermolekül
- Ionenbindung
- Phosphor
- Saccharose Und Maltose
- Aldehyde
- Kohlenwasserstoff
- Kovalente Bindungen
- Wasserhärte
- Peptidbindung
- Fermentation