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Das Atom

Anordnung von Elekronen in Atomen

Quantenzahlen?

Elektronen bewegen sich nicht auf festen Bahnen, sondern in einem durch das Hauptenergieniveau oder die Hauptquantenzahl (K, L, M, N,...) bestimmenden Abstand vom Kern frei im Raum herumschwirren.
Sie bewegen sich auf Orbitalen.

Orbitale:
ist der Raum, in dem sich ein Elektron mit höchster Wahrscheinlichkeit aufhält.
Es können nur maximal 2 Elekronen auf einen Orbital sein.

Inerhalb der Hauptquanten (Schalen) werden auch Nebenquanten (Unterschalen) [s =0; p =1; d =2; f =3] definiert.

Die Nebenquantenzahl bestimmt die Form des Orbitals:

s-Orbitale sind kugelförmig

p-Orbitale sind handelförmig da es bis zu 6 Elektronen aufnehmen kann, werden drei solche Handeln gebildet

Hauptquanten- zahl	K	L		M			N				O				P			Q
Nebenquanten- zahl	0	0	1	0	1	2	0	1	2	3	0	1	2	3	0	1	2	0	1
Anzahl der Elektronen	2	2	6	2	6	10	2	6	10	14	2	6	10	14	2	6	10	2	6
Benennung	1s	2s	2p	3s	3p	3d	4s	4p	4d	4f	5s	5p	5d	5f	6s	6p	6d	7s	7p

Weiterhin wird ein Elektron durch die Spinquantenzahl und die Magnetquantenzahl charakterisiert.

Regeln zur Anordnung der Elektronen in der Atomhülle!

Hundsche Regeln

Orbitale mit gleicher Elektronen-Energie, z.B. die p-Orbitale, mit Hauptqantenzahl werden zuerst alle mit nur einem elektron besetzt, bevor eine Auffühlung mit einem zweiten Elektron von statten geht.

d.h. wenn wir das p-Orbital zum Beispiel nehmen, stellen wir dies in drei Kästchen dar in die wir zwei Pfeile zeichen die in unterschiedliche Richtung zeigen.

es wäre jetzt mit 6 Elektronen gefüllt also p⁶ wenn jetzt aber nur p⁴ dargestellt werden soll sehen die Kästchen so aus:

Wenn es jetzt aber heißt p² muss ein Orbital leer bleiben.

Ein Orbital ist jeweils eines der Kästchen also besteht p aus 3 Orbitalen und s nur aus einem.

Pauli-Prinzip:

In der Hülle eines Atoms existieren keine 2 Elektronen, die in allen 4 Quantenzahlen übereinstimmen.

Beispiele für Elektronenanordnung

Wasserstoff
1s²

Aluminium
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹

Was kann aus der Elektronenkonfiguration abgelesen werden?

am Beispiel Sauerstoff:

1s2 2s² 2p⁴

Die 2 gibt uns die Periode an.

Rechnen wir diese zwei Zahlen Zusammen bekommen wir die Summe an (Außen-) Elektronen herraus. 2 + 4 = 6
und diese ist gleichzusetzen mit der Hauptgruppe, also steht sauerstoff in der 6 Hauptgruppe.

Beachte! Immer nur die höchsten Zahlen werden zum Periodenbestimmen genommen,
um die Haupgruppe oder die Nebengruppe zu bestimmen muss die Anordnung der Elektronen beachtet werden
(siehe am Beispiel Niob und Zinn)

Niob (41) Nebengruppenelement

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d³

5 Periode

zusamengerechnet ergibt es fünf, Steht also in der fünften Nebengruppe.

Warum? Erkannt, ob es Haupt- oder Nebengruppe ist,
wird es daran ob die d- und f-Orbitale voll gefüllt sind,
bei Niob ist das d-Orbital nur mit 3 Elektronen besetzt das heißt es steht in der Nebengruppe.

Zinn (50) Hauptgruppenelement