a95-ue3-raetsel-teilchendetektive.htm

Fremdes Angebot: (öffnet in neuem Tab) Aufgabe 1 : Teilchendetektive I	Ü3

Finde und benenne die gesuchte Verbindung. Begründe die Lösungsschritte.
Hilfsmittel: Ionenradien aus dem Schulbuch oder einer anderen Quelle.

Zwei Hauptgruppenelemente aus den ersten drei Perioden reagieren miteinander zu einer Ionenverbindung. Das Atom A hat zwei Elektronen in der äußeren Schale. Das Ionengitter der Verbindung hat eine Natriumchlorid-Struktur, da das eine Ion ungefähr einen doppelt so großen Durchmesser hat, wie das andere. Das Ion, das aus dem Atom B entsteht hat eine Neon-Hülle.

Aufgabe 2 : Teilchendetektive II	Ü3

Finde alle möglichen Lösungen und begründe die Lösungsschritte anhand des PSE.

Zwei Atomsorten A und B aus den ersten vier Perioden reagieren miteinander zu Ionen. Das Atom A verändert dabei seine Elektronenanzahl um 1. Im Ionengitter liegt die eine Ionensorte doppelt so häufig wie die andere vor. Nur eine der beiden Ionensorten hat eine Argon-Hülle.

Aufgabe 3 : Teilchendetektive III	Ü3

Finde alle möglichen Lösungen und begründe die Lösungsschritte. Bei dieser Aufgabe gibt es zwei alternative Zusatzinformationen, wenn das erste Zwischenergebnis erreicht ist.

Zwei Hauptgruppenelemente reagieren miteinander. Die Masse der Formeleinheit einer Ionenverbindung A ₃B ₁ist kleiner als 100u.

Alternative 1:
Nur eines der beteiligten Ionen hat keine Neon-Hülle.

Alternative 2: (experimentell)
Die ausgegebene Verbindung enthält die gleiche Ionensorte wie die gesuchte Verbindung. · Untersuche die Flammenfarbe. · Gibt man die gesuchte Ionenverbindung in Wasser, so entsteht Ammoniak.

Alternative 2: (experimentell)

Die ausgegebene Verbindung enthält die gleiche Ionensorte wie die gesuchte Verbindung.

· Untersuche die Flammenfarbe.

· Gibt man die gesuchte Ionenverbindung in Wasser, so entsteht Ammoniak.

Hilfen Aufgabe 1 : Teilchendetektive I	Ü3

Gestufte Hilfen (Gerüsthilfen):

TIPP 1:	Welche Aussage kannst Du über die Atome A bzw. B machen, wenn sich eine Ionenverbindung bildet?
TIPP 2:	Wenn ein Atom zwei Elektronen in der äußeren Schale hat gehört es zu einer bestimmten Gruppe von Hauptelementen.
TIPP 3:	Aus den Ionenradien könnte man eine Vermutung ableiten: Vergleiche die Ionenradien von Be ²⁺, Mg ²⁺, N ^3-, O ^2-und F ^-.
TIPP 4:	Das Atom B nimmt zwei Elektronen auf und bildet ein zweifach negativ geladenes Ion. Welche Atome kommen in Frage?

Gestufte Hilfen (Teilergebnisse):

Teil 1:	Ein Atom ist ein Metall-Atom und das andere ein Nichtmetall-Atom.
Teil 2:	Atom A ist aus der II. Hauptgruppe und den ersten drei Perioden: Be oder Mg.
Teil 3:	Vergleiche die Ionenradien von Be ²⁺, Mg ²⁺, N ^3-, O ^2-und F ^-. Passt bei Mg ²⁺r = 72pm und O ^2-r=140pm.
Teil 4:	Das Atom B ist aus der VI. Hauptgruppe. Wenn es eine Neon-Hülle haben muss, kann es nur ein Sauerstoff-Atom sein

Hilfen Aufgabe 2 : Teilchendetektive II	Ü3

Gestufte Hilfen (Gerüsthilfen):

TIPP 1:	Was wäre, wenn B das Metall-Atom ist? Was wenn A das Metall-Atom ist?
TIPP 2:	Auf welche Arten kann sich die Elektronenanzahl um 1 verändern?
TIPP3:	Bestimme die Ionenladung von B aus der Verhältnisformel.
TIPP4:	Schreibe mögliche Ionen auf und markiere diejenigen mit Argon-Hülle. Verwende dazu das Periodensystem.
TIPP5:	Welche Ionen kannst Du kombinieren, wenn nur eines der beteiligten Ionen eine Argon-Hülle haben darf?

Gestufte Hilfen (Teilergebnisse):

*Teil 1:*	Nur Alkalimetall-Atome oder Halogen-Atome kommen in Frage.
*Teil 2:*	Wenn A ein Halogen-Atom ist, dann folgt aus der Verhältnisformel, dass B zu einem zweifach positiv geladenen Ion reagiert. Es muss ein Erdalkalimetall-Ion sein.
*Teil 3:*	Wenn A ein Alkalimetall-Atom ist, dann folgt aus der Verhältnisformel, dass B zu einem zweifach negativ geladenen Ion reagiert. Es muss ein Ion eines Atoms der VI. Hauptgruppe sein.
*Teil 4:*	Das Atom B kann seine Elektronenanzahl nicht um 1 ändern, da sich aufgrund der Verhältnisformel sonst eine Ladung von 0,5 für das Ion A ergeben würde.
*Teil 5:*	Nur eines der beiden Ionen darf eine Argon-Hülle haben: Wenn A diese Ion bildet muss es entweder K ⁺oder Cl ^–sein.
*Teil6:*	Wenn Cl ^–das eine Ion ist, dann ergeben sich folgende Lösungen: BeCl ₂, MgCl ₂. Die Lösung CaCl ₂schließen wir aus - hier hätten beide Ionen eine Argon-Hülle.
Teil 7:	Wenn K ⁺das eine Ion ist, dann ergeben sich K ₂O, K ₂Se. Die Verbindung K ₂S schließen wir aus - hier hätten beide Ionen eine Argon-Hülle.

Hilfen Aufgabe 3 : Teilchendetektive III	Ü3

Gestufte Hilfen (Gerüsthilfen):

TIPP 1:	Welche Aussage kannst Du über die Atome A bzw. B machen, wenn sich eine Ionenverbindung mit der allgemeinen Verhältnisformel A ₁B ₃bildet? Bedenke, dass A oder B das Metall-Atom sein könnte.
TIPP 2:	Bor ist ein Halbmetall.
TIPP 3:	Grenze die Suche ein: Wie groß darf die Atommasse der jeweiligen Atomsorte höchstens ein?
TIPP 4:	Das Atom B nimmt zwei Elektronen auf und bildet ein zweifach negativ geladenes Ion. Welche Atome kommen in Frage?

Gestufte Hilfen (Teilergebnisse):

Teil 1:	Kombinationen der Ionen der Hauptgruppen I und V bzw. III und VII sind möglich.
Teil 2:	Es gibt vier mögliche Lösungen mit einer passenden Masse: Li ₃N, Li ₃P, Na ₃N, AlF ₃. Bor ist ein Halbmetall und bildet keine einfachen Ionenverbindungen.
Teil 3:	Alternative 1: Lithium-Ionen und Phosphor-Ionen haben keine Neon-Hülle.
Teil 3:	Alternative 2: Die Flammenfarbe weist auf eine Lithiumverbindung hin.
Teil 4:	Alternative 1: Es muss Lithiumnitrid sein. Li ₃N
Teil 4:	Alternative 2: Es muss Lithiumnitrid sein. Li ₃N Li ₃N + 3 H ₂O à 3Li ⁺_(aq)+ 3OH ^–_(aq)+ NH _3(g)

Aufgabe 1: MgO

Aufgabe 2: BeCl ₂, MgCl ₂,CaF ₂, CaBr ₂, K ₂O, K ₂Se, Li ₂S, Na ₂S

Aufgabe 3: Li ₃N