Was sind Gruppen und Perioden im Periodensystem?

Gruppen: die 18 Spalten

Die Gruppen sind von links nach rechts von 1 bis 18 nummeriert. Das ist die von der IUPAC empfohlene Nummerierung, der internationalen Organisation, die die Regeln für die chemische Nomenklatur festlegt. Daneben ist ein älteres System verbreitet, das nur die Hauptgruppen von 1A bis 8A nummeriert, daher kann es sein, dass du die Gruppe 17 als Gruppe 7A und die Gruppe 18 als Gruppe 8A bezeichnet siehst. In Deutschland ist auch die Zählung der Hauptgruppen I bis VIII üblich.

Die Gruppen 1, 2 und 13 bis 18 sind die Hauptgruppen. Die Gruppen 3 bis 12 in der Mitte der Tabelle enthalten die Übergangsmetalle.

Warum sich Elemente einer Gruppe ähnlich verhalten

Elemente derselben Hauptgruppe haben dieselbe Anordnung der Außenelektronen. Lithium ([He] 2s¹), Natrium ([Ne] 3s¹) und Kalium ([Ar] 4s¹) haben jeweils ein einziges Valenzelektron, das sie leicht abgeben, um +1-Ionen wie Na⁺ zu bilden. Deshalb sind alle drei weiche, glänzende Metalle, die mit Wasser zu Wasserstoffgas und einem Hydroxid reagieren.

Derselbe Gedanke funktioniert auf der rechten Seite der Tabelle. Fluor, Chlor, Brom und Iod haben jeweils sieben Valenzelektronen (ns² np⁵) und nehmen eines mehr auf, um −1-Ionen wie Cl⁻ zu bilden. Deshalb verbindet sich jedes von ihnen mit Natrium im selben Verhältnis 1:1: NaF, NaCl, NaBr und NaI.

Namen der Hauptgruppen

Gruppe 1 enthält, abgesehen von Wasserstoff, die Alkalimetalle: Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caesium und Francium. Gruppe 2 enthält die Erdalkalimetalle, von Beryllium bis Radium. Die Gruppen 3 bis 12 sind die Übergangsmetalle, zu denen Alltagsmetalle wie Eisen, Kupfer, Silber und Gold gehören.

Gruppe 13 ist die Borgruppe und Gruppe 14 die Kohlenstoffgruppe. Gruppe 15 ist die Stickstoffgruppe, auch Pnictogene genannt, und Gruppe 16 ist die Sauerstoffgruppe, auch Chalkogene genannt. Gruppe 17 enthält die Halogene wie Fluor, Chlor, Brom und Iod, und Gruppe 18 enthält die Edelgase wie Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon.

Perioden: die 7 Zeilen

Die Perioden sind von oben nach unten von 1 bis 7 nummeriert. Die Periodennummer entspricht der äußersten Elektronenschale, die ein Atom nutzt: Jedes Element in Periode 3, von Natrium bis Argon, hat seine Valenzelektronen in der dritten Schale (3s und 3p).

Perioden haben unterschiedliche Längen, weil jede eine andere Gruppe von Unterschalen auffüllt. Periode 1 hat nur 2 Elemente (Wasserstoff und Helium), die Perioden 2 und 3 haben je 8, die Perioden 4 und 5 je 18 und die Perioden 6 und 7 je 32, wenn man die unter der Haupttabelle gedruckten Lanthanoide und Actinoide mitzählt.

Was sich innerhalb einer Periode ändert

Von links nach rechts durch eine Periode hat jedes Element ein Proton und ein Elektron mehr als das vorherige. Die zusätzlichen Elektronen kommen in dieselbe äußere Schale, während die wachsende positive Ladung des Kerns sie fester heranzieht.

Dadurch werden die Atome im Allgemeinen kleiner, Elektronegativität und Ionisierungsenergie steigen, und die Elemente wandeln sich von Metallen zu Nichtmetallen. Periode 3 zeigt das deutlich: Natrium, Magnesium und Aluminium sind Metalle, Silicium ist ein Halbmetall, Phosphor, Schwefel und Chlor sind Nichtmetalle, und Argon ist ein Edelgas. Die Elektronegativität steigt von 0,93 bei Natrium auf 3,16 bei Chlor.

Gruppe und Periode eines Elements finden

Du kannst die Position eines Elements aus seiner Elektronenkonfiguration ableiten. Die höchste Schalennummer gibt die Periode an. Bei Elementen des s-Blocks entspricht die Gruppennummer der Anzahl der Außenelektronen; bei Elementen des p-Blocks addierst du 10. Schwefel ist [Ne] 3s² 3p⁴: Seine höchste Schale ist 3, also steht es in Periode 3, und seine 6 Außenelektronen stellen es in Gruppe 16. Calcium ist [Ar] 4s², also steht es in Periode 4, Gruppe 2.

Helium ist der Fall, bei dem du aufpassen musst. Es hat nur 2 Elektronen (1s²), steht aber in Gruppe 18, weil seine Außenschale, wie bei den anderen Edelgasen, voll ist.