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2026-07-26T16:56:28Z

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{{T}}
{{BR}}
= Perioden und Gruppen - Chemie =

{{BR}}
= Einleitung =
Das [[Periodensystem]] ist eine geordnete Übersicht aller [[Chemisches Element|chemischen Elemente]]. Es hilft Dir, Eigenschaften von Atomen und typische Reaktionen vorherzusagen. Zwei Ordnungsbegriffe sind besonders wichtig:

# [[Periode (Periodensystem)|Periode]]: eine waagerechte Zeile
# [[Gruppe (Periodensystem)|Gruppe]]: eine senkrechte Spalte

[[Datei:Periodic table simple de.svg|700px|rahmenlos|center]]

Im modernen Periodensystem gibt es '''7 Perioden''' und '''18 Gruppen'''. Elemente derselben Gruppe ähneln sich häufig chemisch, weil ihre Atome eine ähnliche Besetzung der äußeren Elektronenschale besitzen.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=5Ze8vE2-nc0 |500|center}}

{{BR}}
== Lernziele ==
Nach diesem aiMOOC kannst Du Perioden und Gruppen sicher unterscheiden, die Stellung eines Elements mit seinem [[Atomaufbau]] verbinden und einfache Aussagen zu [[Valenzelektron|Valenzelektronen]], Ionen und Stoffeigenschaften ableiten.

{{BR}}
= Aufbau des Periodensystems =
Die Elemente sind nach steigender [[Ordnungszahl]] angeordnet. Die Ordnungszahl gibt die Zahl der Protonen im Atomkern an. Bei einem neutralen Atom ist sie zugleich die Zahl der Elektronen.

{| class="wikitable"
! Struktur
! Richtung
! Bedeutung im einfachen Schalenmodell
|-
| '''Periode'''
| waagerecht
| Zahl der besetzten Elektronenschalen
|-
| '''Gruppe'''
| senkrecht
| Bei Hauptgruppenelementen Hinweis auf die Zahl der Valenzelektronen
|-
| '''Ordnungszahl'''
| steigt von links nach rechts
| Zahl der Protonen und beim neutralen Atom Zahl der Elektronen
|}

Die [[Lanthanoide]] und [[Actinoide]] werden meist unterhalb der Tabelle dargestellt. Sie gehören dennoch zur sechsten beziehungsweise siebten Periode.

[[Datei:Simple Periodic Table Chart-blocks.svg|700px|rahmenlos|center]]

Die farbigen Bereiche zeigen den s-, p-, d- und f-Block. Für den Einstieg sind vor allem die Hauptgruppen am linken und rechten Rand wichtig.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=w_CIFZ6AknE |500|center}}

{{BR}}
= Perioden =
Eine Periode verläuft von links nach rechts. Alle Elemente einer Periode besitzen im einfachen Schalenmodell gleich viele besetzte Elektronenschalen. Innerhalb einer Periode nimmt die Ordnungszahl von Element zu Element um eins zu.

{| class="wikitable"
! Periode
! Beispielbereich
! Zahl besetzter Schalen
|-
| erste Periode
| Wasserstoff bis Helium
| eine
|-
| zweite Periode
| Lithium bis Neon
| zwei
|-
| dritte Periode
| Natrium bis Argon
| drei
|-
| vierte Periode
| Kalium bis Krypton
| vier
|-
| fünfte Periode
| Rubidium bis Xenon
| fünf
|-
| sechste Periode
| Caesium bis Radon
| sechs
|-
| siebte Periode
| Francium bis Oganesson
| sieben
|}

{{BR}}
== Beispiel Natrium ==
Ein Natriumatom besitzt im vereinfachten Schalenmodell die Elektronenverteilung <math>2\,|\,8\,|\,1</math>. Drei besetzte Schalen bedeuten: '''Natrium steht in der dritten Periode'''.

[[Datei:Electron shell de 011 Natrium.svg|430px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
== Beispiel Chlor ==
Ein Chloratom besitzt die Elektronenverteilung <math>2\,|\,8\,|\,7</math>. Auch Chlor steht deshalb in der '''dritten Periode'''.

[[Datei:Electron shell de 017 Chlor.svg|430px|rahmenlos|center]]

Natrium und Chlor liegen in derselben Periode, reagieren aber unterschiedlich, weil sie verschieden viele Valenzelektronen besitzen.

{{BR}}
= Gruppen =
Eine Gruppe verläuft von oben nach unten. Bei den [[Hauptgruppe|Hauptgruppenelementen]] hängt die chemische Ähnlichkeit stark mit der Zahl der Valenzelektronen zusammen. Die Gruppen 3 bis 12 enthalten überwiegend [[Übergangsmetall|Übergangsmetalle]]; dort ist die Zuordnung zwischen Gruppennummer und Valenzelektronenzahl weniger einfach.

{| class="wikitable"
! Moderne Gruppe
! Elementfamilie
! Valenzelektronen im Schulmodell
! Typische Tendenz
|-
| 1
| [[Alkalimetalle]]
| eins
| Abgabe eines Elektrons, häufig Ionen mit Ladung <math>+1</math>
|-
| 2
| [[Erdalkalimetalle]]
| zwei
| Abgabe zweier Elektronen, häufig Ionen mit Ladung <math>+2</math>
|-
| 13
| [[Borgruppe]]
| drei
| häufig drei Bindungen oder Elektronenabgabe
|-
| 14
| [[Kohlenstoffgruppe]]
| vier
| häufig vier Bindungen
|-
| 15
| [[Stickstoffgruppe]]
| fünf
| häufig drei Bindungen oder Elektronenaufnahme
|-
| 16
| [[Chalkogene]]
| sechs
| häufig Aufnahme zweier Elektronen
|-
| 17
| [[Halogene]]
| sieben
| häufig Aufnahme eines Elektrons, häufig Ionen mit Ladung <math>-1</math>
|-
| 18
| [[Edelgase]]
| acht; Helium besitzt zwei
| meist sehr reaktionsträge
|}

In der älteren Hauptgruppenzählung heißen die Gruppen 1, 2 und 13 bis 18 auch erste bis achte Hauptgruppe. Bei den Gruppen 13 bis 18 erhältst Du die Zahl der Valenzelektronen, indem Du von der modernen Gruppennummer zehn abziehst.

{{BR}}
== Alkalimetalle: Gruppe 1 ==
Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caesium und Francium gehören zu den Alkalimetallen. Sie besitzen ein Valenzelektron. Wasserstoff steht zwar in Gruppe 1, ist aber kein Alkalimetall und nimmt eine Sonderstellung ein.

[[Datei:Alkalimetalle.jpg|600px|rahmenlos|center]]

Alkalimetalle reagieren leicht, weil ihr einzelnes Valenzelektron vergleichsweise leicht abgegeben werden kann. Innerhalb der Gruppe nimmt die Reaktivität im Allgemeinen nach unten zu.

{{BR}}
== Erdalkalimetalle: Gruppe 2 ==
Erdalkalimetalle besitzen zwei Valenzelektronen. Magnesium und Calcium sind bekannte Vertreter. Sie bilden häufig zweifach positiv geladene Ionen.

[[Datei:Erdalkali.jpg|600px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
== Halogene: Gruppe 17 ==
Fluor, Chlor, Brom, Iod und Astat gehören zu den Halogenen; Tenness wird ebenfalls der Gruppe 17 zugeordnet. Halogenatome besitzen sieben Valenzelektronen und nehmen bei einfachen Salzbildungen häufig ein Elektron auf.

[[Datei:Halogene.jpg|600px|rahmenlos|center]]

Die Reaktivität der Halogene nimmt innerhalb der Gruppe im Allgemeinen nach unten ab. Halogene kommen elementar meist als zweiatomige Moleküle vor, zum Beispiel <math>\mathrm{Cl_2}</math>.

{{BR}}
== Edelgase: Gruppe 18 ==
Edelgase besitzen eine vollständig besetzte Außenschale: Helium hat zwei Außenelektronen, die übrigen Edelgase im einfachen Modell acht. Deshalb sind sie meist reaktionsträge. Von einigen schwereren Edelgasen sind dennoch Verbindungen bekannt.

[[Datei:Edelgase in Entladungsroehren.jpg|650px|rahmenlos|center]]

Die leuchtenden Gasentladungsröhren zeigen, dass verschiedene Edelgase charakteristische Farben erzeugen können.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=f5-W87IGLFY |500|center}}

{{BR}}
= Valenzelektronen und Ionen =
[[Valenzelektron|Valenzelektronen]] befinden sich in der äußersten besetzten Schale und bestimmen viele chemische Eigenschaften. Atome können durch Elektronenabgabe oder Elektronenaufnahme [[Ion|Ionen]] bilden.

Für Natrium gilt vereinfacht:

<math>\mathrm{Na \rightarrow Na^+ + e^-}</math>

Für Chlor gilt vereinfacht:

<math>\mathrm{Cl + e^- \rightarrow Cl^-}</math>

Die entgegengesetzt geladenen Ionen ziehen sich an. So kann der Ionenverband [[Natriumchlorid]] entstehen. Die Formel lautet <math>\mathrm{NaCl}</math>.

{{BR}}
== Beispiele zum Bestimmen von Periode und Gruppe ==
{| class="wikitable"
! Element
! Elektronenverteilung im Schalenmodell
! Periode
! Gruppe
! einfache Vorhersage
|-
| Magnesium
| <math>2\,|\,8\,|\,2</math>
| dritte
| 2
| bildet häufig <math>\mathrm{Mg^{2+}}</math>
|-
| Schwefel
| <math>2\,|\,8\,|\,6</math>
| dritte
| 16
| bildet in einfachen Salzen häufig <math>\mathrm{S^{2-}}</math>
|-
| Kalium
| <math>2\,|\,8\,|\,8\,|\,1</math>
| vierte
| 1
| bildet häufig <math>\mathrm{K^+}</math>
|-
| Argon
| <math>2\,|\,8\,|\,8</math>
| dritte
| 18
| ist meist reaktionsträge
|}

{{BR}}
= Periodische Trends =
Die Stellung im Periodensystem erlaubt auch allgemeine Vorhersagen. Es handelt sich um Trends, von denen es einzelne Ausnahmen gibt.

{| class="wikitable"
! Richtung im Periodensystem
! Atomradius
! Ionisierungsenergie
! Elektronegativität
|-
| innerhalb einer Periode von links nach rechts
| nimmt im Allgemeinen ab
| nimmt im Allgemeinen zu
| nimmt im Allgemeinen zu
|-
| innerhalb einer Gruppe von oben nach unten
| nimmt im Allgemeinen zu
| nimmt im Allgemeinen ab
| nimmt im Allgemeinen ab
|}

Innerhalb einer Periode steigt die Kernladung, während die neu hinzukommenden Elektronen überwiegend dieselbe Hauptschale besetzen. Dadurch werden sie im Allgemeinen stärker angezogen. Innerhalb einer Gruppe kommen weitere Elektronenschalen hinzu; der Abstand der Valenzelektronen zum Kern und die Abschirmung nehmen zu.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=EeAaC8n5lpE |500|center}}

{{BR}}
= Häufige Missverständnisse =
{| class="wikitable"
! Missverständnis
! Korrektur
|-
| Gruppen sind Zeilen.
| Gruppen sind senkrechte Spalten.
|-
| Die Periodennummer zeigt die Zahl der Valenzelektronen.
| Sie zeigt im einfachen Modell die Zahl der besetzten Schalen.
|-
| Die Gruppennummer entspricht bei allen Elementen direkt der Valenzelektronenzahl.
| Diese einfache Regel gilt vor allem für Hauptgruppenelemente.
|-
| Alle Elemente einer Periode reagieren gleich.
| Sie besitzen gleich viele Schalen, aber unterschiedlich viele Valenzelektronen.
|-
| Edelgase bilden nie Verbindungen.
| Sie sind meist reaktionsträge; einige schwere Edelgase können Verbindungen bilden.
|}

{{BR}}
= Zusammenfassung =
'''Perioden sind Zeilen, Gruppen sind Spalten.''' Die Periodennummer beschreibt im einfachen Schalenmodell die Zahl der besetzten Elektronenschalen. Hauptgruppenelemente derselben Gruppe besitzen gleich viele Valenzelektronen und zeigen deshalb oft ähnliche chemische Eigenschaften. Von links nach rechts und von oben nach unten verändern sich Eigenschaften wie Atomradius, Ionisierungsenergie und Elektronegativität regelmäßig.

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==
{{MC}}

'''Wie nennt man eine waagerechte Zeile im Periodensystem?'''
(Periode)
(!Gruppe)
(!Hauptgruppe)
(!Elementfamilie)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie nennt man eine senkrechte Spalte im Periodensystem?'''
(Gruppe)
(!Periode)
(!Schale)
(!Atomkern)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was gibt die Periodennummer im einfachen Schalenmodell an?'''
(Die Zahl der besetzten Elektronenschalen)
(!Die Zahl der Neutronen)
(!Die Atommasse)
(!Die Zahl aller Isotope)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Gruppe enthält die Halogene?'''
(Gruppe 17)
(!Gruppe 1)
(!Gruppe 2)
(!Gruppe 18)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie viele Valenzelektronen besitzt ein Alkalimetallatom im Schulmodell?'''
(Eins)
(!Zwei)
(!Sieben)
(!Acht)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Elementfamilie steht in Gruppe 18?'''
(Edelgase)
(!Halogene)
(!Alkalimetalle)
(!Erdalkalimetalle)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Elektronenverteilung gehört zu einem Element der dritten Periode?'''
(2 8 1)
(!2 1)
(!2 8 8 1)
(!1)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welches Ion bildet Natrium häufig?'''
(Na positiv)
(!Na zweifach positiv)
(!Na negativ)
(!Na zweifach negativ)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie verändert sich der Atomradius innerhalb einer Gruppe im Allgemeinen von oben nach unten?'''
(Er nimmt zu)
(!Er nimmt ab)
(!Er bleibt immer gleich)
(!Er wird null)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Warum ähneln sich Hauptgruppenelemente derselben Gruppe häufig chemisch?'''
(Sie besitzen gleich viele Valenzelektronen)
(!Sie besitzen immer dieselbe Ordnungszahl)
(!Sie besitzen immer dieselbe Atommasse)
(!Sie besitzen gleich viele Neutronen)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==
<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Periode || waagerechte Zeile
|-
| Gruppe || senkrechte Spalte
|-
| Valenzelektronen || Elektronen der Außenschale
|-
| Alkalimetalle || reaktive Metalle mit einem Außenelektron
|-
| Halogene || Nichtmetalle mit sieben Außenelektronen
|-
| Edelgase || meist reaktionsträge Elementfamilie
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== Drag and Drop ==
<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Thema
|-
| '''Alkalimetalle'''
| Lithium und Natrium
|-
| '''Erdalkalimetalle'''
| Magnesium und Calcium
|-
| '''Halogene'''
| Fluor und Chlor
|-
| '''Edelgase'''
| Helium und Neon
|-
| '''Übergangsmetalle'''
| Eisen und Kupfer

|}
{{E}}

<br>
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==
<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Periode || Wie heißt eine waagerechte Zeile im Periodensystem?
|-
| Gruppe || Wie heißt eine senkrechte Spalte im Periodensystem?
|-
| Valenzelektron || Wie heißt ein Elektron der äußersten besetzten Schale?
|-
| Halogene || Welche Elementfamilie enthält Chlor und Brom?
|-
| Edelgase || Welche Elementfamilie steht ganz rechts im Periodensystem?
|-
| Schalen || Was zählt die Periodennummer im einfachen Atommodell?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==
<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Perioden+und+Gruppen+Chemie </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==
<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Eine waagerechte Zeile im Periodensystem heißt { Periode }. Eine senkrechte Spalte heißt { Gruppe }. Die Periodennummer gibt im einfachen Modell die Zahl der besetzten { Elektronenschalen } an. Die Elektronen der äußersten besetzten Schale heißen { Valenzelektronen }. Die Alkalimetalle stehen in Gruppe { eins }. Die Halogene stehen in Gruppe { siebzehn }. Die Edelgase stehen in Gruppe { achtzehn }. Natrium besitzt im Schalenmodell ein Außenelektron und bildet häufig ein positiv geladenes { Ion }. Chlor nimmt bei einer einfachen Salzbildung häufig ein { Elektron } auf. Innerhalb einer Gruppe nimmt der Atomradius von oben nach unten im Allgemeinen { zu }.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===
# [[Periodensystem markieren]]: Drucke ein Periodensystem aus und markiere Perioden waagerecht sowie Gruppen senkrecht in unterschiedlichen Farben.
# [[Element-Steckbrief]]: Erstelle einen Steckbrief zu einem Hauptgruppenelement mit Symbol, Ordnungszahl, Periode, Gruppe und Valenzelektronenzahl.
# [[Schalenmodell zeichnen]]: Zeichne die Schalenmodelle von Lithium, Natrium und Kalium und beschreibe die Gemeinsamkeit.
# [[Begriffskarten]]: Gestalte Karten zu Periode, Gruppe, Valenzelektron, Halogen und Edelgas mit Begriff und Erklärung.

{{BR}}
=== Standard ===
# [[Magnesium und Chlor vergleichen]]: Vergleiche Schalenaufbau, Stellung im Periodensystem und typische Ionenbildung beider Elemente.
# [[Trendpfeile]]: Ergänze in einem leeren Periodensystem Pfeile für Atomradius, Ionisierungsenergie und Elektronegativität und erkläre jeden Pfeil.
# [[Medienanalyse Periodensystem]]: Wähle eines der eingebetteten Videos und fasse drei Kernaussagen sowie eine offene Frage zusammen.
# [[Elementfamilien-Poster]]: Gestalte ein Poster zu Alkalimetallen, Erdalkalimetallen, Halogenen oder Edelgasen mit Eigenschaften und Alltagsbezügen.

{{BR}}
=== Schwer ===
# [[Reaktivität begründen]]: Erkläre mit Schalenabstand und Abschirmung, warum Kalium im Allgemeinen reaktiver als Lithium ist.
# [[Ausnahmen untersuchen]]: Recherchiere die Sonderstellung von Wasserstoff oder bekannte Edelgasverbindungen und stelle Deine Ergebnisse quellenkritisch vor.
# [[Daten auswerten]]: Erstelle aus geeigneten Messwerten ein Diagramm zum Atomradius einer Periode und deute den Verlauf.
# [[Erklärvideo produzieren]]: Produziere ein kurzes Erklärvideo, das aus einer Elektronenverteilung Periode, Gruppe und eine wahrscheinliche Ionenladung ableitet.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =
# [[Unbekanntes Element bestimmen]]: Ein Atom besitzt die Elektronenverteilung <math>2\,|\,8\,|\,2</math>. Bestimme Periode und Gruppe, nenne eine passende Elementfamilie und begründe Deine Zuordnung.
# [[Reaktivität vergleichen]]: Begründe, welches Element voraussichtlich leichter ein Elektron abgibt: Natrium oder Kalium.
# [[Salzformel herleiten]]: Leite aus den typischen Ionenladungen von Magnesium und Chlor die Formel des entstehenden Salzes her.
# [[Fehleranalyse]]: Beurteile die Aussage „Alle Elemente der dritten Periode besitzen drei Valenzelektronen“ und formuliere eine korrekte Aussage.
# [[Trend übertragen]]: Vergleiche die Atomradien von Lithium, Natrium und Kalium und erkläre den erwarteten Verlauf.
# [[Stoffeigenschaft vorhersagen]]: Ein unbekanntes Element steht in Gruppe 18. Formuliere zwei begründete Erwartungen an sein chemisches Verhalten und nenne eine mögliche Einschränkung.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =
Für einen Lernnachweis zu diesem Thema ist wichtig, dass Du:
# Perioden und Gruppen im Periodensystem korrekt erkennst und benennst.
# aus der Elektronenverteilung die Periode und bei Hauptgruppenelementen die Gruppe ableitest.
# den Zusammenhang zwischen Valenzelektronen, Ionenbildung und chemischer Ähnlichkeit erklärst.
# wichtige Elementfamilien mit typischen Eigenschaften zuordnest.
# periodische Trends beschreibst, begründest und auf unbekannte Beispiele überträgst.
# Grenzen einfacher Regeln und wichtige Ausnahmen benennst.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =
<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Periodensystem </iframe>

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =
{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Perioden und Gruppen - Chemie]]'''
# [[Periodensystem]]
# [[Atomaufbau]]
# [[Elektronenkonfiguration]]
# [[Valenzelektron]]
# [[Ionenbindung]]
# [[Chemische Bindung]]
# [[Alkalimetalle]]
# [[Erdalkalimetalle]]
# [[Halogene]]
# [[Edelgase]]
|}

[[Kategorie:Chemie]]
[[Kategorie:Periodensystem]]
[[Kategorie:Atombau]]
[[Kategorie:Schule]]
[[Kategorie:Sekundarstufe I]]
[[Kategorie:Klasse 8-10]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Perioden und Gruppen - Chemie - Versionsgeschichte

Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt