Dr. Dr. A. König, DSKL

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Quantenzahlen

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Im Wasserstoffatom haben alle Orbitale in der gleichen Schale die gleiche Energie:

1

2

3

Orbitale des Wasserstoffatoms

s p d

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1

2

3

s p d

Wechselwirkung zwischen Orbitalen

… aber, wenn einige Orbitale Elektronen enthalten, wird auf Grund der Abstoßung, die Energie der anderen Orbitale beeinflußt:

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Durch die Abstoßung der Orbitale bekommen die p- und d-Orbitale eine höhere Energie als das s-Orbital der gleichen Schale (Hauptquantenzahl):

1

2

3s

Du solltest das Energiediagramm kopieren

s

p

d

Wechselwirkung durch Abstoßung

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1s1

Wasserstoffatom

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1s2

Heliumatom

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1s2 2s1

Lithiumatom

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1s2 2s2

Berylliumatom

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1s2 2s2 2p1

Boratom

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1s2 2s2 2p2

Kohlenstoffatom

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1s2 2s2 2p3

Stickstoffatom

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1s2 2s2 2p4

Sauerstoffatom

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Schreibe die Elektronenkonfiguration der folgenden Elemente:

Neonatom (z = 10)

Natriumatom (z = 11)

Siliziumatom (z = 14)

Kaliumatom (z = 19)

1s2 2s2 2p6

1s2 2s2 2p6 3s1

1s2 2s2 2p6 3s2 3p 2

1s2 2s2 2p6 3s2 3p 6 4s 1

Übung zur Elektronenkonfiguration

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Du hast möglicherweise das letzte Elektron des Kaliumatoms in das 3d Orbital geschrieben

1s2 2s2 2p6 3s2 3p 6 3d 1

aber das Kaliumatom hat eine vergleichbare Elektronen-anordnung wie das Natriumatom, so dass das letzte Elektron in einem s-Orbital ist

Die Erklärung dafür ist, dass der Anstieg der Energie der 3d-Orbitale das Elektron in das niedrigere Niveau 4s leitet.

1s2 2s2 2p6 3s2 3p 6 4s 1

1s2 2s2 2p6 3s1Na

K

Fehlerquellen - misconception

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Dies erklärt die seltsame Serie von Längen der Perioden

im Periodensystem: 2, 8, 8, 18 ,

wenn nach BOHR die maximale Anzahl von Elektronen pro Schale (2n2)

2, 8, 18, 36 ist.

Brom ist z.B. das 35. Element im Periodensystem (PSE) und hat nur 7 Aussenelektronen. Wie kommt das?

Dr. Dr. A. König, DSKL1

2

3

s

p

d4

4f

Das 3d-Orbital hat ein höheres Energieniveau als das 4s-Orbital.

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1

2

3

s

p

d4

Kaliumatom

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

2 2+6 2+6 1

2 + 8 + 8 + 1

19 19K

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1

2

3

s

p

d4

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5

2 2+6 2+6+10 2+5

Bromatom

2 + 8 + 18 + 7

35 35Br

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Schreibweise im Kästchenschema

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Ende