Was ist ein diatomares Element?

Diatomische Elemente: Diatomare Moleküle sind Moleküle, die aus nur zwei Atomen desselben oder verschiedener chemischer Elemente bestehen. Die Vorsilbe di- ist griechischen Ursprungs und bedeutet „zwei“. Besteht ein zweiatomiges Molekül aus zwei Atomen desselben Elements, wie z. B. Wasserstoff (H2) oder Sauerstoff (O2), so wird es als homonuklear bezeichnet. Besteht ein zweiatomiges Molekül dagegen aus zwei verschiedenen Atomen, wie z. B. Kohlenmonoxid (CO) oder Stickstoffmonoxid (NO), spricht man von einem heteronuklearen Molekül. Die Bindung in einem homonuklearen zweiatomigen Molekül ist unpolar.

Die einzigen chemischen Elemente, die bei Standardtemperatur und -druck (STP) (oder typischen Laborbedingungen von 1 bar und 25 °C) stabile homonukleare zweiatomige Moleküle bilden, sind die Gase Wasserstoff (H2), Stickstoff (N2), Sauerstoff (O2), Fluor (F2) und Chlor (Cl2).

Die Edelgase (Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon) sind bei STP ebenfalls Gase, aber sie sind einatomig. Die homonuklearen zweiatomigen Gase und die Edelgase zusammen werden „elementare Gase“ oder „molekulare Gase“ genannt, um sie von anderen Gasen zu unterscheiden, die chemische Verbindungen sind.

Bei leicht erhöhten Temperaturen bilden die Halogene Brom (Br2) und Jod (I2) ebenfalls zweiatomige Gase. Alle Halogene sind als zweiatomige Moleküle beobachtet worden, mit Ausnahme von Astat, das unsicher ist.

Die Mnemotechniken BrINClHOF, ausgesprochen „Brinklehof“, und HONClBrIF, ausgesprochen „Honkelbrif“, und HOFBrINCl (ausgesprochen wie Hofbrinkle) sind geprägt worden, um das Erinnern an die Liste der diatomaren Elemente zu erleichtern.

7 zweiatomige Elemente

Was sind die zweiatomigen Elemente

Die zweiatomigen Elemente spielten im 19. Jahrhundert eine wichtige Rolle bei der Klärung der Begriffe Element, Atom und Molekül, da einige der häufigsten Elemente wie Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff als zweiatomige Moleküle auftreten. Die ursprüngliche Atomhypothese von John Dalton ging davon aus, dass alle Elemente einatomig sind und dass die Atome in Verbindungen normalerweise die einfachsten Atomverhältnisse zueinander aufweisen würden. So nahm Dalton beispielsweise an, dass die Formel von Wasser HO ist, und gab das Atomgewicht von Sauerstoff mit dem Achtfachen des Wasserstoffs an, anstatt des heutigen Werts von etwa 16. Infolgedessen herrschte etwa ein halbes Jahrhundert lang Verwirrung in Bezug auf Atomgewichte und Molekülformeln.

Bereits 1805 zeigten Gay-Lussac und von Humboldt, dass Wasser aus zwei Volumina Wasserstoff und einem Volumen Sauerstoff besteht, und 1811 gelangte Amedeo Avogadro zu einer korrekten Interpretation der Zusammensetzung von Wasser, die auf dem heutigen Avogadroschen Gesetz und der Annahme zweiatomiger Elementarmoleküle beruhte. Diese Ergebnisse wurden jedoch bis 1860 größtenteils ignoriert, zum Teil aufgrund der Überzeugung, dass Atome eines Elements keine chemische Affinität zu Atomen desselben Elements hätten, und zum Teil aufgrund offensichtlicher Ausnahmen vom Avogadro’schen Gesetz, die erst später durch dissoziierende Moleküle erklärt wurden.

Auf dem Karlsruher Kongress über Atomgewichte im Jahr 1860 griff Cannizzaro die Ideen von Avogadro wieder auf und verwendete sie, um eine konsistente Tabelle der Atomgewichte zu erstellen, die größtenteils mit den modernen Werten übereinstimmen. Diese Gewichte waren eine wichtige Voraussetzung für die Entdeckung des Periodengesetzes durch Dmitri Mendelejew und Lothar Meyer.

Liste der diatomaren Elemente

Ein diatomares Element ist ein Molekül eines Elements, das aus zwei Atomen besteht. Es ist eine Form des homonuklearen zweiatomigen Moleküls. Es gibt insgesamt nur 7 zweiatomige Elemente und nur 5 zweiatomige Elemente bei Standardtemperatur und -druck (STP).

Die folgenden 5 Elementgase liegen bei Raumtemperatur und -druck als zweiatomige Moleküle vor:

• Wasserstoff – H2
• Stickstoff – N2
• Sauerstoff – O2
• Fluor – F2
• Chlor – Cl2

Brom und Jod kommen meist in flüssiger Form vor, aber auch als zweiatomige Gase bei etwas höheren Temperaturen, also insgesamt 7 zweiatomige Elemente.

• Brom – Br2
• Jod – I2

Wie man sich die zweiatomigen Elemente merken kann

Eine einfache Gedächtnisstütze ist:

Keine Angst vor eiskaltem Bier

Wasserstoff
Stickstoff
Fluor
Sauerstoff
Jod
Chlor
Brom

Die zweiatomigen Elemente sind die -in-Halogene (Fluor, Chlor, Brom, Jod) und Elemente mit einer -gen-Endung (Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff). Astat ist ein weiteres Halogen, aber sein Verhalten ist nicht bekannt.

Was sind zweiatomige Elemente

Diatomare Moleküle befinden sich normalerweise in ihrem niedrigsten oder Grundzustand, der üblicherweise auch als {\displaystyle X} Zustand bezeichnet wird. Wenn ein Gas aus zweiatomigen Molekülen mit energiereichen Elektronen beschossen wird, können einige der Moleküle zu höheren elektronischen Zuständen angeregt werden, wie dies zum Beispiel bei der natürlichen Aurora, bei Nuklearexplosionen in großer Höhe und bei Experimenten mit Elektronenkanonen in Raketen der Fall ist. Eine solche Anregung kann auch erfolgen, wenn das Gas Licht oder andere elektromagnetische Strahlung absorbiert. Die angeregten Zustände sind instabil und gehen natürlich wieder in den Grundzustand über. In verschiedenen kurzen Zeiträumen nach der Anregung (in der Regel ein Bruchteil einer Sekunde, manchmal auch länger als eine Sekunde, wenn der angeregte Zustand metastabil ist) kommt es zu Übergängen von höheren zu niedrigeren elektronischen Zuständen und schließlich zum Grundzustand, und bei jedem Übergang wird ein Photon emittiert. Diese Emission wird als Fluoreszenz bezeichnet. Aufeinanderfolgende höhere elektronische Zustände werden üblicherweise mit {\displaystyle A}, {\displaystyle B}, {\displaystyle C} usw. bezeichnet (diese Konvention wird jedoch nicht immer eingehalten, und manchmal werden Kleinbuchstaben und alphabetisch nicht aufeinanderfolgende Buchstaben verwendet, wie in dem unten aufgeführten Beispiel). Die Anregungsenergie muss größer oder gleich der Energie des elektronischen Zustands sein, damit die Anregung stattfinden kann.

In der Quantentheorie wird ein elektronischer Zustand eines zweiatomigen Moleküls durch das Molekülterm-Symbol

{\displaystyle ^{2S+1}\Lambda (v)}

dargestellt, wobei {\displaystyle S} die gesamte elektronische Spinquantenzahl ist, {\displaystyle \Lambda } die Gesamtquantenzahl des elektronischen Drehimpulses entlang der inneren Kernachse und {\displaystyle v} die Schwingungsquantenzahl ist. {\displaystyle \Lambda } nimmt die Werte 0, 1, 2, … an, die durch die elektronischen Zustandssymbole {\displaystyle \Sigma }, {\displaystyle \Pi }, {\displaystyle \Delta } dargestellt werden,…. In der folgenden Tabelle sind beispielsweise die gemeinsamen elektronischen Zustände (ohne Schwingungsquantenzahlen) zusammen mit der Energie des niedrigsten Schwingungsniveaus ({\displaystyle v=0}) von zweiatomigem Stickstoff (N2), dem häufigsten Gas in der Erdatmosphäre, aufgeführt. In der Tabelle geben die tiefgestellten und hochgestellten Buchstaben nach {\displaystyle \Lambda } zusätzliche quantenmechanische Details über den elektronischen Zustand an.

Alle zweiatomigen Elemente

Die Art und Weise, wie Sie fragen, lässt mich vermuten, dass Sie sich auf „zweiatomige homonukleare Moleküle“ beziehen, auch bekannt als – nicht offiziell – zweiatomige Elemente.

Nun, einige Elemente sind in Verbindung mit Atomen desselben Typs stabiler als allein. Sie „ziehen“ es also vor, an ein anderes Atom desselben Elements gebunden zu sein.

Einzelne Atome sind aufgrund ihrer unvollständigen Valenzschalen und ihrer Nähe zu den entsprechenden Edelgasen recht reaktiv. Wir können sagen, dass diese Atome ihre Schalen wirklich vervollständigen wollen, was sich in ihrer hohen Elektronegativität niederschlägt.

Warum? Es ist einfach die Art und Weise, wie die Natur funktioniert. Aber da wir Wissenschaftler empirische Antworten hassen, werde ich dir zusätzliche Daten geben, auch wenn sie kein ultimatives Warum sind.

*Erstens, lass uns daran denken, welche aller Elemente, wie du es nennst, zweiatomig sind:

Die Tatsache, dass diese Elemente zweiatomig sind, gilt NUR, wenn sie alleine sind, NICHT wenn sie chemisch an ein anderes Atom gebunden sind. Wenn Wasserstoff an etwas anderes als an sich selbst gebunden ist, hängt die Anzahl der Wasserstoffatome von der Ladung des anderen Atoms ab.

Nehmen wir als Beispiel Dioxygen:

Erklärt durch den allgemeinen „Oktett-Grund“ des klassischen Lewis-Modells.

Das Sauerstoffatom hat 6 Valenzelektronen (unvollständiges Oktett), so dass es dazu neigt, mit anderen Atomen zu reagieren, um seine äußersten Schalen zu füllen. Daher ist es instabil.

Das Sauerstoffmolekül ist stabil geworden, da beide Atome im Sauerstoffmolekül durch die gemeinsame Nutzung von Elektronen ein vollständiges Oktett erreichen.