Nachfolgend sind die wichtigsten Eigenschaften der Hauptgruppenelemente des Periodensystems aufgelistet.
Eigenschaften der 1. Hauptgruppe (auch als Alkalimetallgruppe bezeichnet). Es handelt sich hierbei um die Elemente Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Caesium (Cs) und Francium (Fr). Die Eigenschaften dieser Elemente sind:
- es sind Leichtmetalle
- relativ weich und niedrige Schmelztemperaturen
- sie laufen an Luft schnell an, d.h. sie bilden schnell eine Oxidschicht
- sie reagieren heftig mit Wasser, bilden dabei salzartige, in Wasser leicht lösliche Hydroxide (MOH)
- treten in Natur nicht elementar auf, sondern in Salzen
- Gewinnung durch Elektrolyse geschmolzener Alkalisalze
Eigenschaften der 2. Hauptgruppe (auch als Erdalkalimetallgruppe bezeichnet). Es handelt sich hierbei um die Elemente Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba) und Radium (Ra)
- es sind Metalle, im Vergleich zum entsprechenden Alkalimetall weniger leicht, etwas härter und höher schmelzend
- Erdalkalimetalle laufen an Luft an
- Erdalkalimetalle reagieren mit Wasser und bilden dabei salzartige, in Wasser wenig lösliche Hydroxide M(OH)2.
- Lösungen dieser Hydroxide reagieren alkalisch
- Erdalkalimetalle treten in Natur nicht elementar auf, sondern in Salzen.
- Gewinnung durch Elektrolyse geschmolzener Oxide (wie auch bei Alkalimetallen)
Eigenschaften der 3. Hauptgruppe (auch manchmal als Erdmetallgruppe (alt) bzw. Borgruppe bezeichnet). Es handelt sich hierbei um die Elemente Bor (B), Aluminium (Al), Gallium (Ga), Indium (In), Thallium (Tl). Die Eigenschaften diese Elemente sind:
- es handelt sich um Metalle mit sehr unterschiedlichen Dichten (B: 2.3 g/cm³ (Leichtmetall, Tl: 11.9 g/cm³ Schwermetall).
- sie weisen sehr unterschiedliche Schmelzpunkte (Ga: 303 K, B: 2300 K) auf
- es handelt sich bei diesen Elementen um reaktionsfähige Metalle
- treten in Natur nicht elementar auf, sondern in Salzen
- Gewinnung durch Elektrolyse geschmolzener Oxide
Eigenschaften der 4. Hauptgruppe (auch als Kohlenstoffgruppe bezeichnet). Es handelt sich hierbei um die Elemente Kohlenstoff (C), Silizium (Si), Germanium (Ge), Zinn (Sn) und Blei (Pb). Eigenschaften dieser Elemente sind:
- Nur Kohlenstoff kommt in der Natur elementar vor (in Form von Diamant und Graphit)
- alle anderen Elemente treten in Natur nicht elementar auf und werden durch Elektrolyse aus geschmolzenen Salzen gewonnen
- Si und Ge sind Halbmetalle mit ihren typischen Eigenschaften
- Sn und Pb sind Metalle mit ihren typischen Eigenschaften
Eigenschaften der 5. Hauptgruppe (auch als Stickstoffgruppe bezeichnet). Es handelt sich hierbei um die Elemente Stickstoff (N), Phosphor (P), Arsen (As), Antimon (Sb) und Bismut (Bi). Eigenschaften dieser Elemente sind:
- Stickstoff ist ein reaktionsträges Gas.
- P kommt in mehreren Modifikationen vor (u.a. ist eine metallische Modifikation bekannt)
- As ist ein Halbmetall
- Sb und Bi sind Metalle
- P, As, Sb und Bi tritt in der Natur nicht elementar auf, sondern in Form von Oxiden und Sulfiden.
- Stickstoffoxide und Phosphoroxide bilden mit Wasser stabile Säuren (Salpetersäure und Phosphorsäure)
Eigenschaften der 6. Hauptgruppe (auch als Chalkogengruppe bezeichnet). Es handelt sich dabei um die Elemente Sauerstoff (O), Schwefel (S), Selen (Se), Tellur (Te) und Polonium (Po). Die Eigenschaften dieser Elemente sind:
- Sauerstoff und Schwefel sind Nichtmetalle
- Selen ist ein Halbmetall
- Tellur und Polonium sind Metalle
- Sauerstoff und Schwefel bilden viele Erze (daher: Chalkogene = Erzbildner)
- Oxide und Wasserstoffverbindungen der Chalkogene sind leicht flüchtig
- Schwefeloxide bilden mit Wasser Säuren (z.B. Schwefelsäure)
Eigenschaften der 7. Hauptgruppe (auch als Halogengruppe bezeichnet). Es handelt sich bei diesen Elementen um Fluor (F), Chlor (Cl), Brom (Br), Jod (I) und Astat (At). Eigenschaften dieser Elemente sind:
- Bis auf Astat sind alles Nichtmetalle
- Farbe wird von Flour zu Astat dunkler (Fluor: gelbliches Gas, Chlor: grünes Gas, Brom: braune Flüssigkeit, Iod: blauschwarze Schuppen)
- die Halogene sind sehr reaktionsfähig, vor allem Fluor
- Halogene bilden mit den meisten Metallen typische Salze (daher Halogen = Salzbildner)
- Oxide der Halogene sind in der Regel flüchtig
- Halogenwasserstoffe lösen sich gut in Wasser unter Bildung von Säuren
- Halogene treten in Natur nicht elementar auf, sondern in Salzen
Eigenschaften der 8. Hauptgruppe (auch als Edelgasgruppe bezeichnet). Es handelt sich hierbei um die Elemente Helium (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Krypton (Kr), Xenon (Xe) und Radon (Rn). Typische Eigenschaften dieser Elemente sind:
- es sind einatomige Gase
- in geringen Mengen sind Edelgase in der Luft enthalten
- Halogene reagieren nur in seltenen Fällen mit anderen Elementen (z.B. XeF4 oder XeO3)
Eigenschaften der Hauptgruppenelemente im Überblick – Testfragen/-aufgaben
1. Was bezeichnet der Begriff “Hauptgruppenelemente”?
Der Begriff “Hauptgruppenelemente” bezieht sich auf die Elemente der Gruppen 1, 2 und 13 bis 18 im Periodensystem der Elemente. Sie haben die kompletten s- und p-Elektronen in ihrer äußersten Atomhülle.
2. Wie sind die Hauptgruppenelemente im Periodensystem angeordnet?
Die Hauptgruppenelemente sind im Periodensystem auf der linken und der rechten Seite angeordnet.
3. Welche Elemente gehören zur 1. Hauptgruppe im Periodensystem?
Die 1. Hauptgruppe im Periodensystem wird als Alkalimetalle bezeichnet und umfasst Elemente wie Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs) und Francium (Fr).
4. Wie ändert sich die Elektronegativität in den Hauptgruppen im Periodensystem von oben nach unten?
Die Elektronegativität in den Hauptgruppen des Periodensystems nimmt in der Regel von oben nach unten ab.
5. Was sind die charakteristischen Eigenschaften der Halogene (Hauptgruppe 17)?
Halogene (Hauptgruppe 17) sind nichtmetallisch, haben sehr hohe Elektronegativitäten und reagieren leicht mit Metallen, um Salze zu bilden.
6. Welche Hauptgruppenelemente sind am reaktivsten und warum?
Die Alkalimetalle (1. Hauptgruppe) sind wegen eines einzelnen Elektrons in ihrer äußersten Schale die reaktivsten Metalle, während die Halogene (17. Hauptgruppe) die reaktivsten Nichtmetalle sind, da ihnen nur ein Elektron fehlt, um eine vollständige äußere Schale zu erreichen.
7. Was ist eine typische Eigenschaft der Edelgase (Hauptgruppe 18)?
Die Edelgase (Hauptgruppe 18) sind bekannt für ihre niedrige Reaktivität, da sie eine volle äußerste Elektronenschale haben.
8. Wie verändern sich die Radien der Atome in den Hauptgruppen des Periodensystems von oben nach unten?
Die Atomradien in den Hauptgruppen des Periodensystems nehmen in der Regel von oben nach unten zu.
9. Was sind typische physikalische Eigenschaften der Alkalimetalle (1. Hauptgruppe)?
Alkalimetalle haben typischerweise niedrige Dichten, sind weich und haben niedrige Schmelz- und Siedepunkte.
10. Wie bezeichnet man die Elemente der 2. Hauptgruppe und was sind ihre typischen Eigenschaften?
Die Elemente der 2. Hauptgruppe werden als Alkaline earth metals bezeichnet und sind typischerweise lustrous, silbrig-weiß, und haben moderate Reaktivität.
