Atome

Wird eine chemische Substanz erhitzt, so strahlt diese Licht ab. (Elektronen werden auf eine höhere Bahn angehoben)  Wird dieses Licht mit einem Prisma in die einzelnen Wellenlängen gebrochen, dann erhält man Linienspektren, die für jedes Element verschieden sind.

f = z² * R_{H *}  (1/n₁² - 1/n₂²)

z: Ordnungszahl

n: Schalenzahl/Periode

eine Folgerung der Linienspektren

• Elektronen bewegen sich nur auf bestimmten Kreisbahnen (Schalen) --> Diskrete Energie
• Jede Schale eine bestimmte Energie
• Elektronen können auf höhere Bahnen angeregt werden, fallen dann wieder unter Strahlungsemission zurück in den Grundzustand.

Lyman-Serie: zurück auf 1. Schale

Balmer-Serie: zurück auf 2. Schale

Paschen-Serie: zurück auf 3. Schale

Brackett-Serie: zurück auf 4. Schale

Jedes bewegte Objekt kann als Teilchen wie auch als Welle beschrieben werden.

lambda = h / (m*c)

für Materie   lambda = h / (m*v)

Es ist unmöglich den Impuls und den Ort eines Teilchens gleichzeitig zu bestimmen.

dx * (m*dv) >= h / (4*pi)

Folgerung: Elektronen können sich nicht auf Kreisbahnen bewegen.

Dient der Berechnung der Wellenfunktionen (Orbitale) der Elektronen in Atomen.

Das Quadrat der Wellenfunktion gibt die Wahrscheinlichkeit ein Elektron an einem gewissen Ort anzutreffen.

ein 3-D Modell der Wellenfunktion von Elektronen von einem Atom. zeigen den wahrscheinlichsten Aufenthaltsbereich von Elektronen.

Ein AO wird durch die 3 Quantenzahlen beschrieben.

• Hauptqu.  n = 1,2,3,....   Schale, energie
• Nebenqu. l=0,1,2,...,n-1  Unterschale
• Magnetqu.  m = -l,...,0,..., +l   Orbitale
• Spinqun.   s = +-1/2      Spinzustand

• spährisch
• l = 0
• 1 Orbital pro Schale

• Hantelförmig
• entlang d. Achsen
• l = 1
• 3 entartete Orbitale pro Schale

• 5 entartete Orbitale pro Schale

Aufgrund gegenseitiger Durchdringung und Abschirmung

• Alle Elektronen in einem Atom müssen sich mind. in einer Quantenzahl unterscheiden.
• 2 Elektronen pro Orbital

Zuerst alle entarteten Orbitale einfach mit Elektronen mit gleichem Spin besetzen

leicht vom Magnet abgestossen

gepaarte e

vom magneten angezogen durch ungepaarte e

Paramagnetismus ist viel stärker als Diamagnetismus

Mit Hilfe der Bragg-Streuung kann man den Abstand zwischen den Teilchen in Kristallen herausfinden.

n*lambda = 2*d*sin(alpha)

Laut Wellenmechanik hat ein Atom keine genau definierte Grösse, sondern nur einen Bereich, wo sich die Elektronen mit höchster Wahrscheinlichkeit befinden. Die abstossende Kraft zwischen zwei Atomen ist immer gleich, aber die anziehende Kraft variiert und entscheidet so über den radius der Bindung.

Kovalenzradius, Van-der-Waals-Radius, Ionenradius, Metallradien

• zunahme in der Gruppe --> weniger Kernladung durch Abschirmung
• Abnahme in der Periode --> e in gleicher Schale schirmen kaum ab. Ausnahme Übergangsmetalle: hier werden d-Orbitale besetz, weshalb gegen ende die radien sogar zunehmen.

Energie, um einem Atom im Gaszustand ein e zu entfernen.

• zunahme innerhalb Periode, da effektive Kernladung zunimmt
• abnahme in Gruppe, da atome grösser werden

Ausnahmen: Ionisierungsenergie ist grösser bei

• Edelgasen
• halb besetzten p obitale
• äusserstes s-orbital besetzt und wenn vorhanden d orbital vollbesetzt

Energie, die bei der Bildung von Ionen in der Gasphase frei wird.

Sie ist umso grösser je

• höher die Ladung (wichtiger)
• kleiner die Ionen

Sind besonders stabil

• s²
• s²p⁶
• d¹⁰ (die letzten zwei Gruppen der Nebenelemente und 3. Hauptgruppe)
• d¹⁰s² (3,4 und 5 Hauptgruppe ab 4. Periode, da dort erst d-Orbitale vorhanden)

Energie, die bei der Aufnahme eines e durch ein Atom in der Gasphase umgesetzt wird.

• steigt bei kleineren Atomen, da e näher am Kern
• stabile Elektronenkonfigurationen nehmen schwerer e auf.

mass für die Fähigkeit eines Elements in einer kov. Bindung die Bindungselektronen an sich zu ziehen.

Mass für die Polarisierbarkeit einer Bindung.

psi = k ( I + E_ea)