Rätsel zum Periodensystem mit Antworten

Antwort: Argon (Ar), Ordnungszahl 18.

1. Die Edelgasfamilie verweist auf Gruppe 18.
2. Folge dieser Spalte bis zu Periode 3. Am Schnittpunkt steht Argon.
3. Der Schweißhinweis bestätigt die Wahl: Argon kann eine Schutzatmosphäre um die Schweißstelle bilden.

Merke: Eine Familie und eine Periode können ein Element bestimmen, auch wenn du seine Anwendungen noch nicht kennst. Quelle: RSC — Argon.

Antwort: Kohlenstoff (C), Ordnungszahl 6.

1. Periode 2 und Gruppe 14 treffen bei Kohlenstoff aufeinander.
2. Diamant und Graphit bestehen beide aus Kohlenstoff, dessen Atome unterschiedlich angeordnet sind. Verschiedene Strukturformen desselben Elements heißen Allotrope.
3. Graphit wird in Bleistiftminen verwendet. Ein vertrautes Schreibmaterial und ein Diamant können also dasselbe Element enthalten.

Merke: Unterschiedliches Aussehen bedeutet nicht unbedingt unterschiedliche Elemente. Quelle: RSC — Kohlenstoff.

Antwort: Natrium (Na), Ordnungszahl 11.

1. Alkalimetalle stehen in Gruppe 1; Wasserstoff gehört nicht zu dieser Metallfamilie.
2. Das Element der Gruppe 1 in Periode 3 ist Natrium.
3. Kochsalz ist Natriumchlorid, NaCl. Es enthält Natrium- und Chloridionen, keine Stücke Natriummetall, die mit Chlorgas vermischt sind.

Merke: Ein Element kann in einer Verbindung vorkommen, deren Eigenschaften sich stark von denen des reinen Elements unterscheiden. Quelle: RSC — Natrium; Ionenverbindungen: OpenStax.

Antwort: Calcium (Ca), Ordnungszahl 20.

1. Gruppe 2 ist die Familie der Erdalkalimetalle.
2. Ihr Vertreter in Periode 4 ist Calcium.
3. Calciumphosphat ist ein wichtiger mineralischer Bestandteil von Knochen und Zähnen. Der Hinweis bezieht sich auf Calcium in Verbindungen, nicht auf Calciummetall in deinem Körper.

Merke: „Alkalimetall“ und „Erdalkalimetall“ bezeichnen verschiedene Familien: Gruppe 1 und Gruppe 2. Quelle: RSC — Calcium.

Antwort: Sauerstoff (O), Ordnungszahl 8.

1. Die Elemente mit geraden Ordnungszahlen in Periode 2 sind Beryllium, Kohlenstoff, Sauerstoff und Neon.
2. Der Gashinweis schließt Beryllium und Kohlenstoff aus, die bei 20°C und dem angegebenen Druck fest sind.
3. Neon ist ein Edelgas und fällt durch den letzten Hinweis weg. Übrig bleibt Sauerstoff; sein übliches elementares Gas ist O₂.

Merke: Ein Hinweis kann nützlich sein, weil er etwas ausschließt. Du brauchst keinen einzelnen Hinweis, der sofort die Lösung verrät. Quellen: RSC — Sauerstoff, Beryllium, Kohlenstoff und Neon.

Antwort: Brom (Br), Ordnungszahl 35.

1. Gruppe 17 bezeichnet die Halogenfamilie.
2. Periode 4 grenzt diese Familie auf Brom ein.
3. Brom schmilzt bei etwa −7.2°C und siedet bei Luftdruck bei etwa 58.8°C. Da 20°C zwischen diesen Temperaturen liegt, passt der Flüssigkeitshinweis.

Merke: Ein Hinweis zum Aggregatzustand braucht eine Temperatur. „Flüssig“ beschreibt ein Element unter bestimmten Bedingungen. Quelle: RSC — Brom.

Antwort: Silicium (Si), Ordnungszahl 14.

1. Kohlenstoff steht in Gruppe 14, Periode 2.
2. Eine Periode tiefer in derselben Gruppe führt zu Periode 3: Silicium.
3. Sorgfältig gereinigtes Silicium mit kontrollierten Zusätzen anderer Elemente wird in Halbleiterbauteilen verwendet. Der Chiphinweis bestätigt den Positionshinweis.

Merke: „Darunter“ bedeutet einen Periodenwechsel innerhalb einer Gruppe, nicht einfach die nächste Ordnungszahl. Quellen: RSC — Silicium und Kohlenstoff.

Antwort: Kupfer (Cu), Ordnungszahl 29.

1. Der Zahlenbereich lässt zwei Möglichkeiten: Kupfer mit 29 und Zink mit 30.
2. Kupfer gehört zu Gruppe 11, Zink zu Gruppe 12. Der Gruppenhinweis wählt Kupfer aus.
3. Kupfers rötliches Aussehen und seine Verwendung in elektrischen Leitungen stützen die Antwort. Eine Anwendung allein ist weniger eindeutig, da mehrere Metalle Strom leiten können.

Merke: Kombiniere einen Zahlenbereich mit einer Kategorie oder Gruppe, bevor du dich auf eine vertraute Anwendung verlässt. Quellen: RSC — Kupfer und Zink.

Antwort: Wasserstoff (H), Ordnungszahl 1.

1. Gruppe 1 stellt Wasserstoff in dieselbe Spalte wie Lithium, Natrium und die anderen Alkalimetalle.
2. Der Nichtmetallhinweis unterscheidet Wasserstoff von diesen Metallen.
3. Die übliche elementare Form von Wasserstoff ist unter den angegebenen Bedingungen H₂-Gas, passend zum letzten Hinweis.

Merke: Gruppenzuordnung und Elementtyp hängen zusammen, sind aber nicht gleichzusetzen. Eine übereinstimmende Gruppe bedeutet nicht immer dieselbe Metallfamilie. Quellen: RSC — Wasserstoff und OpenStax — Das Periodensystem.

Antwort: Helium (He), Ordnungszahl 2.

1. Ein neutrales Atom mit zwei Elektronen hat auch zwei Protonen. Das ergibt Ordnungszahl 2: Helium.
2. Seine Elektronenkonfiguration ist 1s². Beide Elektronen besetzen ein s-Orbital, was den s-Block-Hinweis erklärt.
3. Helium steht in Gruppe 18 bei den Edelgasen. Seine Position rechts im Periodensystem macht es nach dieser Elektronenkonfigurationskonvention nicht zu einem p-Block-Element.

Merke: Prüfe Block und Gruppe getrennt. Helium ist eine hilfreiche Ausnahme, die du dir beim Deuten von Elementhinweisen merken kannst. Quelle: RSC — Helium.

Antwort: Gallium (Ga), Ordnungszahl 31.

1. Gruppe 13 und eine Ordnungszahl unter 40 lassen Bor, Aluminium und Gallium übrig. Der Metallhinweis schließt Bor aus.
2. Aluminium schmilzt bei etwa 660°C und erfüllt daher den Hinweis „unter 35°C“ nicht. Gallium schmilzt bei etwa 29.76°C und bleibt als Antwort übrig.
3. Bei 20°C liegt Gallium unter seinem Schmelzpunkt, sein stabiler Zustand ist daher fest. Der niedrige Schmelzpunkt macht es nicht bei jeder Temperatur flüssig, die wir als warm bezeichnen würden.

Merke: Prüfe die Bedingungen, bevor du einen Zustand zuordnest. „Gleichgewicht“ meint hier den stabilen Zustand bei der angegebenen Temperatur; so entsteht keine Verwechslung mit einer Flüssigkeit, die vorübergehend unter ihrem Gefrierpunkt flüssig bleibt. Quellen: RSC — Gallium und Aluminium.

Antwort: Cobalt (Co), Ordnungszahl 27.

1. Nickel hat die Ordnungszahl 28. Die ersten beiden Hinweise beschränken die Suche auf Elemente der Periode 4 von Kalium, 19, bis Cobalt, 27.
2. Cobalts tabellierte relative Atommasse beträgt etwa 58.933, verglichen mit 58.693 bei Nickel. Alle davor liegenden Kandidaten der Periode 4 haben niedrigere Tabellenwerte als Nickel.
3. Cobalt erfüllt somit beide Vergleiche: eine kleinere Ordnungszahl und eine etwas größere relative Atommasse.

Merke: Die Ordnungszahl zählt Protonen. Die tabellierte relative Atommasse berücksichtigt Isotopenmassen und -häufigkeiten. Beide Werte steigen nicht immer gemeinsam, und keiner der Vergleiche sollte den anderen ersetzen. Quellen: RSC — Cobalt, Nickel und Periodensystem.