5.2. Atomare Entropien im PSE

5.2.1. Die Edelgase und die gasförmigen Halogene im Vergleich

Halogene und Edelgase
Das Diagramm links zeigt, dass die En- tropien der Edelgase im PSE mit den Perioden zunehmen. Da wir davon aus- gehen, dass die Edel- gasatome nur ver-nachlässigbare Kräfte aufeinander ausüben, kommt die Zunahme der Entropie vor allem aus der zunehmenden Masse der Atome. Kräfte, die auf die Edelgasatome einwir-ken, kommen im Wesentlichen von den Gefäßwänden her und sind für alle gleich, solange Temperatur und Druck gleich sind, wie hier, denn die Werte gelten für die Standardbedingungen.

Die Halogene sind bei Standardbedinungen nicht alle gasförmig. Jedoch ist die Umwandlung in den Gaszustand sowohl bei Brom wie auch bei Jod leicht durchführbar, so dass wir in den offiziellen Tabellen die Werte für die gasförmigen Halogene auch bei Standardbedinungen finden. Damit können wir die gasförmigen Halogene sehr gut mit den Edelgasen vergleichen.

Die mit der Periode zunehmenden Entropiewerte finden wir auch bei den gasförmigen Halogenen und zwar aus demselben Grund: Zunahme der Atommassen. Allerdings liegt die Kurve insgesamt bei niedrigeren Werten. Daraus erkennen wir, dass jedes Halogenatom durch die Bindungskraft der unpolaren Atombindung in seiner Bewegungsmöglichkeit eingeschränkt ist. Nach der Kraftregel führen größere Kräfte zu kleineren Entropien. Masse- und Kraftregel machen diese Phänomene verständlich.

Eine detaillierte Diskussion über die für die Stoffeigenschaft 'Entropie' wichtigen Kräfte finden Sie hier:
Der Kraftaspekt der chemischen Bindung.


5.2.2. Die Elemente der 1. und 2. Hauptgruppe im Vergleich

HGr. 1 und 2Beim Vergleich der Entropien der 1. und 2. Hauptgruppe des PSE scheint auf den ersten Blick alles ähnlich zu sein wie beim Vergleich von Edelgasen und Halo-genen.
Die von Periode zu Periode zunehmende Masse ist aber nur zum Teil für die zu-nehmenden Entropie-werte verantwortlich. Da mit zunehmender Periode auch die Atomrümpfe größer werden, nehmen die Abstände zwischen den Metallatomen im Gitter ab. Damit werden die Kräfte schwächer und die Entropie wird zusätzlich größer.

Die Massen der Erdalkalimetallatome sind um ca. 9% größer als die der Alkalimetalle aber der Abstand zwischen den Atomen ist um etwa 19% kleiner, so dass wir von größeren Kräften ausgehen können. Wir erwarten deshalb, dass der Krafteinfluß größer ist als die Wirkung der Masse. Das Schaubild erfüllt diese Erwartung, die auch im Einklang steht mit unserer Erfahrung mit diesen Metallen: Natrium und Kalium lassen sich mit dem Messer schneiden, Magnesium und Calcium aber nicht. Erdalkalimetalle geben jeweils 2 Elektronen an das Elektronengas ab. Dadurch entstehen kleinere Atomrümpfe mit größerer Ladung, und größerer Kraftwirkung. Dies steht im Einklang mit den höheren Schmelztemperaturen der Erdalkalimetalle.

Die atomaren Entropien der Hauptgruppenelemente entnimmt man der folgenden Tabelle. Die Werte gelten für 298 K und 1013 hPa.


5.2.3. Die Hauptgruppen des PSE

PSE

Einige der hier dargestellten Daten wurden bereits in der Zeitschrift Praxis der Naturwissenschaften - Chemie publiziert:

PdN-Ch 5/49, 2000, (34 -43)