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[lord]

Hallo!

In Verbindung mit meinem Fernabitur das ich derzeit mache, bearbeite ich ein Heft, in dem es um Atomphysik geht.
Dort werden zwei Grundkenntnisse aus dem Bereich der Chemie kurz angerissen und für weitere Bearbeitung des Heftes als erforderlich angegeben.

Diese beiden Punkte wären zum einen die Wertigkeit chemischer Elemente und zum zweiten die relative Atommasse.

Meine Kenntnisse zu beiden Punkten möchte ich einmal schildern und Defizite mit euch aufarbeiten.

Relative Atommasse
Die absolute Atommasse eines Elements setzt sich Additiv aus den beteiligten Massen der Nukleonen und Elektronen zusammen.
Die absolute Atommasse eines Sauerstoffatoms wird also folgendermaßen berechnet:

Sauerstoff (O) hat die Ordnung/Kernladungszahl 8, es befinden sich 8 Protonen im Kern des Atoms.
Wenn wir von den Isotopen absehen, befinden sich zu diesen 8 Protonen auch 8 Neutronen im Kern. Die Atommasse sollte also theoretisch wie folgt berechenbar sein:

8 (Elektron+Neutron+Proton) = m_Nukleonen = 2,678 764 847 * 10^-26 kg

M.M.n. müsste dies also die absolute Masse eines Sauerstoff-Atoms sein.

Die relative Atommasse aber beschreibt nun die Masse eines Atoms im relativ (also im Vergleich) zu der Masse eines Wasserstoffatoms.
Möchte ich also weiterhin für mein Verständnis jegliche Isotope unberücksichtigt lassen, berechne ich mir die Masse eines Wasserstoff-Atoms:
m_W = 1 * 9,109 382 91 · 10^−31 kg + 1,672 621 777 · 10−27 kg

Die relative Atommasse von Sauerstoff zu Wasserstoff müsste doch dann sein:
Masse Sauerstoff / Masse Wasserstoff = [relative Atommasse] u
(2,678 764 847 * 10^-26 kg) / (1,672 621 777 · 10−27 kg) = 16,0066 u

Die Abweichungen zum PES ergeben sich daraus, dass im PES die Isotope, also eine mittlere Masse errechnet wurde.

Sind die ersten Ansätze korrekt?

Die nächste Frage. Ausgehend von diesen Zahlen und den vorangegangenen Voraussetzungen müsste nun die Malmasse, die angibt welche Masse ein Mol der jeweiligen Stoffe ja einfach nur lauten:

m_O * N_A = M_O
m_O = Masse Sauerstoff
N_A = Avogadrokonstante
M_O = Molare Masse

M_O(Sauerstoff) = 2,678 764 847 * 10^-26 kg * 6,022 * 10^23 = 0,0161315(...) kg =(ca) 16g

Sind meine Überlegungen soweit alle korrekt?

Wertigkeit
Zum Thema Wertigkeit weiß ich leider nicht viel.
Ich weiß, dass Elemente der Gruppen nach höhere Elektronegativitäten und damit von der ersten Hauptgruppe aufsteigend dichter an dem Elektronenoktett sind.
Was ich nun über ein Video gesehen habe, allerdings äußerst unzufriedenstellen finde ist, dass "grob" gesagt die Wertigkeit über die Gruppennummer bestimmt werden kann.
In meinen Unterlagen finde ich folgende Erklärung für die Wertigkeit:
"Die Wertigkeit eines chemischen Elementes ist gleich der Zahl, der Wasserstoffatome, die das Element binden oder in anderen chemischen Verbindungen ersetzen kann. Wasserstoff ist immer einwertig."

Was schlussfolgere ich daraus:
Wasserstoff befindet sich in der ersten Hauptgruppe, es hat ein Proton, ein Elektron.
Wenn ich mich nicht täusche hat Wasserstoff die Eigenschaft, nur ein weiteres Elektron aufnehmen zu können. Auf der ersten Schale der jeweiligen Elemente haben lediglich zwei Elektronen "Platz".
Geht also Wasserstoff eine Bindung mit einem anderen Element ein, oder bildet ein Wassermolekül, ist es dem Element nicht weiter möglich ohne weiteres weitere Bindungen einzugehen.
Um ein weiteres Beispiel zu nennen: Sauerstoff, es befindet sich in der 6. Hauptgruppe und 2. Periode. Es enthält also 8 Elektronen (Kernladungszahl), von denen der Schalen nach aufgefüllt wird:
erste Schale: zwei Elektronen, bleiben noch 6 Valenzelektronen über, die die zweite Schale besetzen. Die Hauptgruppe gibt dies ja auch schon an.
Nun wäre dieses Atom in der Lage, dass Sauerstoff zwei Wasserstoffatome zu binden, es bildet sich H2O.

Sind meine Annahmen und die Ausarbeitung also korrekt?
Bedeutet das, dass der "Platz" der für mögliche Bindung mit dem H-Atom in der Valenzschale vorhanden ist, die Wertigkeit darstellt?

Ich verzichte hier bewusst auf die Nebengruppen und auf Isotope, Isobare u. ähliches, da ich bisher so weit nicht bin. Bei Isobaren weiß ich im Moment nicht einmal, was das sein könnte. Dies soll in dem vorliegenden Heft geklärt werden!

Wäre toll, wenn sich jemand von euch die Mühe machen und Zeit nehmen würde, meinen Beitrag zu prüfen, eventuell zu korrigieren und mir Denkanstöße geben würdet!