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Übungen: Schalen und Valenzelektronen

Zehn Übungen zu Schalen, Valenzelektronen und der Lewis-Schreibweise.

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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 sind Valenzelektronen?
AFB I

Welche Aussagen über Valenzelektronen sind richtig?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Valenzelektronen sitzen außen — die inneren Elektronen gehören zum Atomrumpf. Acht Valenzelektronen haben nur die Edelgase ab Neon.
Ansatz: „Valenz“ hat mit Bindung zu tun. Welche Elektronen kommen anderen Atomen am nächsten?
Weg: Denke an die Schalen: Nur die äußerste zählt.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen über Schalen und Valenzelektronen.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Merke: Die Zahl der Schalen gibt die Periode an, die Zahl der Valenzelektronen die Hauptgruppe.
Ansatz: Verteile die Elektronen 2 · 8 · 8 und schau, was außen übrig bleibt.
Weg: Lewis: erst jede der vier Seiten einmal, dann paarweise.
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.

Die äußerste besetzte Schale heißt . Ihre Elektronen nennt man . Kern und innere Elektronen bilden zusammen den . In der Lewis-Schreibweise steht für jedes Valenzelektron ein . Die Zahl der Valenzelektronen verrät die im Periodensystem.

„Periode“ bleibt übrig: Die Periode zeigt die Zahl der Schalen, nicht die Zahl der Valenzelektronen.
Ansatz: Zwei der Begriffe haben mit dem Periodensystem zu tun — nur einer passt.
Weg: Kern + innere Elektronen = …; Valenzelektronen ↔ Hauptgruppe.
A4
Wie viele Schalen?
AFB II

Sortiere die Atome nach der Zahl ihrer besetzten Schalen.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
12 Schalen
23 Schalen
34 Schalen
Bis Z = 10 reichen zwei Schalen, bis Z = 18 drei, danach beginnt die vierte. Die Zahl der Schalen ist die Nummer der Periode.
Ansatz: Fülle die Schalen mit 2, 8, 8 Elektronen auf.
Weg: Grenzen: 2 + 8 = 10 und 2 + 8 + 8 = 18.
A5
Nach Valenzelektronen ordnen
AFB II

Ordne die Atome nach der Zahl ihrer Valenzelektronen — das Atom mit den wenigsten zuerst.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Kalium (Z = 19)
2Magnesium (Z = 12)
3Bor (Z = 5)
4Kohlenstoff (Z = 6)
5Sauerstoff (Z = 8)
Kalium 1, Magnesium 2, Bor 3, Kohlenstoff 4, Sauerstoff 6. Die große Ordnungszahl des Kaliums täuscht: Außen sitzt nur ein Elektron.
Ansatz: Bestimme für jedes Atom die Besetzung und nimm die letzte Zahl.
Weg: K: 2 · 8 · 8 · 1, Mg: 2 · 8 · 2, B: 2 · 3, C: 2 · 4, O: 2 · 6.
A6
Rechenkette: Phosphor
AFB II

Ein Phosphoratom (Z = 15) — vom Schalenmodell zum Lewis-Symbol.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Zahl der besetzten Schalen
  2. Elektronen auf den inneren Schalen
  3. Zahl der Valenzelektronen
  4. Wie viele Punkte stehen im Lewis-Symbol einzeln (ungepaart)?
5 Valenzelektronen: Die ersten vier verteilen sich auf die vier Seiten, das fünfte bildet ein Paar. Es bleiben 3 einzelne Punkte und 1 Paar.
Ansatz: Besetzung 2 · 8 · 5 — innere Schalen: 2 + 8.
Weg: Lewis: vier Seiten je ein Punkt, der fünfte Punkt macht eine Seite zum Paar.
A7
Lewis-Symbole erkennen
AFB II

Verbinde jedes Atom mit der Beschreibung seines Lewis-Symbols.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Zähle die Punkte: Paare zählen doppelt. Mg 2, C 4, O 6, Cl 7, Ne 8 Valenzelektronen.
Ansatz: Rechne jede Beschreibung in eine Zahl von Valenzelektronen um.
Weg: Ab dem fünften Valenzelektron entstehen Paare: 6 → 2 Paare + 2 einzelne.
A8
Fehlersuche im Schulheft
AFB III

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Der häufigste Fehler: Periode (Zahl der Schalen) und Hauptgruppe (Zahl der Valenzelektronen) werden verwechselt.
Ansatz: Prüfe bei jedem Satz: Wird Schalenzahl mit Valenzelektronenzahl verwechselt?
Weg: Helium ist die bekannte Ausnahme der VIII. Hauptgruppe.
A9
Mix: Valenzelektronen aus Messwerten
AFB III

Ein Element X aus der 3. Periode hat folgende Ionisierungsenergien (kJ/mol): 1 251 · 2 298 · 3 822 · 5 159 · 6 542 · 9 362 · 11 018 · 33 604 · … Wie viele Valenzelektronen hat X?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Der große Sprung liegt vor dem 8. Elektron (33 604 : 11 018 ≈ 3,0). Sieben Elektronen sind ähnlich schwach gebunden: 7 Valenzelektronen — X ist Chlor.
Ansatz: Suche wie in 2.2.1 den ersten großen Sprung.
Weg: Alle Elektronen vor dem ersten großen Sprung gehören zur Außenschale.
A10
Trickaufgabe: schwerer Wasserstoff
AFB III

Deuterium (²H) ist ein Isotop des Wasserstoffs mit der Massenzahl 2. Wie viele Valenzelektronen hat ein Deuteriumatom?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Deuterium hat 1 Proton und 1 Neutron im Kern — aber nur 1 Elektron. Die Massenzahl zählt Nukleonen, keine Elektronen. Isotope haben immer gleich viele Valenzelektronen.
Ansatz: Was verrät die Massenzahl — und was die Ordnungszahl?
Weg: Wasserstoff hat die Ordnungszahl 1, egal welches Isotop.