Zehn Übungen rund um Ionisierungsenergien — von der Definition bis zur Schalenbesetzung aus Messwerten.
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Übungsaufgaben
Zehn interaktive Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln — von AFB I bis AFB III. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; wenn du nicht weiterkommst, helfen dir zwei gestufte Tipps.
A1
Was ist Ionisierungsenergie?
AFB I
Welche Aussagen über die Ionisierungsenergie sind richtig?
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Das Elektron wird vom Kern angezogen — man muss also Energie hineinstecken, es wird keine frei. Übrig bleibt ein Teilchen mit mehr Protonen als Elektronen: ein positives Ion.
Ansatz: Elektron und Kern ziehen sich an. Muss man zum Trennen Energie aufwenden oder bekommt man welche?
Weg: Zähle Ladungen: Nach dem Abtrennen gibt es ein Proton mehr als Elektronen.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I
Fünf Behauptungen rund um Ionisierungsenergien.
Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5
Merke: Man trennt Elektronen von außen nach innen ab — jede Schale weiter innen kostet deutlich mehr Energie.
Ansatz: Denke an die Anziehung zwischen Kern und Elektron: Wovon hängt sie ab?
Weg: Ein Atom hat so viele Ionisierungsenergien wie Elektronen — die Ordnungszahl verrät die Anzahl.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I
Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Um ein Elektron aus einem Atom zu entfernen, braucht man die . Dabei entsteht ein positiv geladenes . Elektronen, die am Kern sind, werden stärker angezogen. Ein großer zwischen zwei Ionisierungsenergien zeigt: Das nächste Elektron stammt aus einer neuen .
„Neutron“ passt nirgends: Neutronen sitzen im Kern und werden beim Ionisieren nicht abgetrennt.
Ansatz: Welches Teilchen entsteht, wenn ein Atom geladen ist?
Weg: Die Reihenfolge der Lücken: Energiebegriff — geladenes Teilchen — Lage zum Kern — Energieanstieg — Elektronengruppe.
A4
Schätz-Regler: Faktor beim Argon
AFB II
Beim Argonatom beträgt die 8. Ionisierungsenergie 13 842 kJ/mol, die 9. beträgt 40 760 kJ/mol. Schätze, das Wievielfache die 9. von der 8. ist — ohne Taschenrechner.
Schiebe den Regler auf deine Schätzung — Pfeiltasten bewegen ihn feiner. Nach dem Prüfen siehst du den Trefferbereich.
110
40 760 : 13 842 ≈ 2,9. Überschlag: 14 000 · 3 = 42 000. Das ist ein Schalenwechsel — innerhalb einer Schale steigt die Energie bei Argon höchstens um das 1,7-Fache.
Ansatz: Runde beide Werte grob: etwa 14 000 und 41 000.
Weg: 14 000 · 3 = 42 000 — der Faktor liegt also knapp unter 3.
A5
Gleiche Schale oder neue Schale?
AFB II
Jede Karte zeigt zwei aufeinanderfolgende Ionisierungsenergien. Stammt das zweite Elektron aus derselben Schale oder aus einer neuen, kernnäheren Schale?
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1neue Schale
2gleiche Schale
Entscheidend ist der Faktor: Bei neuer Schale steigt die Energie mindestens auf das Dreifache (Schwefel 3,2; Kalium 7,3), in derselben Schale höchstens auf das Doppelte.
Ansatz: Teile den zweiten Wert durch den ersten.
Weg: Faktor um 3 oder mehr → neue Schale; Faktor unter 2 → gleiche Schale. Beispiel: 37 831 : 6 223 ≈ 6,1.
A6
Ein Diagramm auswerten
AFB II
Bringe die Arbeitsschritte, mit denen man aus Ionisierungsenergien die Schalenbesetzung gewinnt, in die richtige Reihenfolge.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Alle Ionisierungsenergien nacheinander ablesen.
2Jeden Wert mit dem vorherigen vergleichen (Faktor bilden).
3Stellen mit einem großen Sprung markieren.
4Die Elektronen zwischen zwei Sprüngen zählen.
5Die Besetzung von innen nach außen angeben.
Oft vergessen: Das Diagramm zählt von außen nach innen — die Besetzung schreibt man aber von innen nach außen, also rückwärts.
Ansatz: Ohne Messwerte kann man nichts vergleichen — was kommt also zuerst?
Weg: Erst Werte, dann Faktoren, dann Sprünge, dann zählen, zum Schluss die Schreibweise.
A7
Rechenkette: Sauerstoff
AFB II
Die Ionisierungsenergien eines Sauerstoffatoms in kJ/mol:
Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
Wie viele Elektronen hat ein Sauerstoffatom?e⁻
Vor dem wievielten Elektron liegt der große Sprung?
Wie viele Elektronen hat die äußere Schale?e⁻
Wie viele Elektronen hat die innere Schale?e⁻
71 330 : 13 326 ≈ 5,4 — der einzige große Sprung. Sechs Elektronen außen, zwei innen: Besetzung 2 · 6.
Ansatz: Zähle die Werte — so viele Elektronen gibt es.
Weg: Bilde die Faktoren: Nur einer liegt deutlich über 2 (zwischen dem 6. und 7. Wert).
A8
Welches Element passt?
AFB III
Verbinde jedes Element mit der Beschreibung seiner Ionisierungsenergien.
Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Die Zahl der Werte ist die Ordnungszahl. Die Zahl der Elektronen vor dem ersten Sprung ist die Zahl der Außenelektronen: Li 1, Be 2, B 3, F 7, K 1.
Ansatz: Die Anzahl der Werte entspricht der Elektronenzahl, also der Ordnungszahl.
Weg: Innerste Schale: 2 Elektronen. Bei 9 Werten und Sprung vor dem 8. bleiben 7 außen und 2 innen.
A9
Trickaufgabe: Helium
AFB III
Helium hat die Ionisierungsenergien 2 372 kJ/mol und 5 250 kJ/mol — der zweite Wert ist mehr als doppelt so groß. Wie viele Schalenwechsel (große Sprünge) zeigen diese Messwerte?
Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Kein Schalenwechsel: Beide Elektronen sitzen in derselben, einzigen Schale. Der Anstieg um das 2,2-Fache kommt nur daher, dass das zweite Elektron ein positives Ion verlassen muss.
Ansatz: Wie viele Elektronen hat Helium — und wie viele passen in die innerste Schale?
Weg: Ein Faktor von 2,2 ist kein Schalensprung, denn die innerste Schale fasst genau 2 Elektronen.
A10
Mix: Energie für eine Stoffportion
AFB III
Um 1 mol gasförmige Kaliumatome zu Kalium-Ionen K⁺ zu ionisieren, braucht man 419 kJ. Wie viel Energie braucht man für 7,8 g Kalium? (M(K) = 39 g/mol)
Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
n = m : M = 7,8 g : 39 g/mol = 0,2 mol. E = 0,2 mol · 419 kJ/mol = 83,8 kJ. Fehlerquelle: 419 kJ gelten für 1 mol, nicht für 1 g.
Ansatz: Berechne zuerst die Stoffmenge n = m : M (Kapitel 1).
