chemie
jo
jo
-
- 1 / 36
-
Lernkarten
Weshalb gibt es für den Aufenthalt der Elektronen in der Atomhülle verschiedene Hauptschalen?
Die Elektronen können sich nur auf bestimmten Bahnen aufhalten, ohne Strahlung
Wie heissen die sieben Hauptschalen?
K, L, M, N, O, P, Q-Schale
Welche Hauptschale entspricht der Hauptquantenzahl n = 4?
N-Schale
Wie heissen die Unterschalen?
s, p, d, f,
Wie viele Unterschalen besitzt die M-Schale?
3: s, p, d,
Was ist ein Orbital?
Raum für zwei Elektronen mit entgegengesetztem Spin
Was versteht man unter dem Spin eines Elektrons?
Rotationsbewegung des Elektrons
Welche Wirkung hat der Spin eines Elektrons nach aussen?
Das Elektron hat zwei Magnetpole
Welche Eigenschaft haben zwei Elektronen mit entgegengesetztem Spin?
Sie können sich paaren, d.h. sie bilden ein sog. Elektronenpaar.
Jedes Elektron eines Atoms hat eine anderes Energieniveau. Welche Elektronen werden
bei einer Ionisation durch Energiezufuhr von aussen zuerst entrissen?
Die äussersten Elektronen
Schreiben Sie die Elektronenformel von Titan auf! (22 Elektronen)
1s22s22p63s23p63d24s2
Was versteht man unter Ionisation?
Das Entreissen von Elektronen
Womit kann man ein Atom ionisieren?
Wärme, elektromagnetischer Strahlung, Elementarteilchen
Wie kann das Schalenmodell mit Hilfe der Ionisationsenergie erklärt werden?
Die Ionisierungsenergie ist von Schale zu Schale grösser als innerhalb einer Schale.
Bei welchen Elementen kann man die äussersten Elektronen leicht entreissen?
Bei den Metallen, vor allem bei den Alkalimetallen und Erdalkalimetallen
Wie entsteht das Licht?
Wird ein Elektron mit Hilfe von Energiezufuhr auf ein höheres Niveau befördert, so
springt es normalerweise unter Lichtaussendung wieder auf die ursprüngliche Bahn
zurück.
Welches unsichtbare Licht ist am energiereichsten und welches am energieärmsten?
UV, IR
Werden die innersten Elektronen angeregt, so geben sie sehr energiereiche Strahlung ab,
welche sogar durch unseren Körper hindurch strahlt. Wie heisst diese Strahlung?
Röntgenstrahlung
Wie sind die Elektronen in Atomorbital-Modell angeordnet?
in Kugeln (s-Elektronen) oder Hanteln (p-Elektronen)
Was versteht man unter den Valenzelektronen?
Elektronen, welche an den chemischen Bindungen beteiligt sein können
Demokrit
Alles besteht aus kleinsten, unteilbaren Einheiten, den Atomen.
Dalton
relative Atomgewichte, die kleinsten unteilbaren Teilchen unterscheiden sich in ihrer Masse. Bei chemischen Reaktionen werden sie neu und in bestimmten Zahlenverhältnissen angeordnet.
Thomson
Hat die Atomsorten charakterisiert. Die Atome bestehen aus kleinen, massiven Kugeln. Er kann Naturphänomene damit erklären. Das Atom besteht aus gleichmäßig verteilter, positiv geladener Masse, in der sich die negativ geladenen Elektronen bewegen. Wie in einem Rosinenkuchen.
Rutherford
Atome bestehen aus einem positiv geladenen, kleinen Atomkern, der praktisch die gesamte Masse enthält und einer Hülle mit Elektronen.
Bohr Modell und Grenzen
Das Atom besteht aus einem positiv geladenen, massetragenden Kern und Elektronen, die diesen auf fest definierten Bahnen umkreisen. Elektronen dürfen auf diesen Bahnen nicht strahlen, da sie die Bahn sonst durch den Energieverlust nicht halten können. Elektronen springen unter Abstrahlung von Energie von einer äusseren zu einer inneren Bahn. Die Energie hat den Betrag E = h x v
Es stellte sich die Frage ob Elektronen Wellen oder Teilchen sind, da sie von beidem Eigenschaften haben.
Reihenfolge der Atommodelle:
Demokrit, Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr, Orbitalmodell
Was ist ein Nachbildungsmodell?
Was ist ein Entwurfsmodell?
Die Atommodelle oder zum Beispiel ein Spielzeugauto
Zum Beispiel Pläne für ein echtes Auto
Wellenmechanik
• Mit Hilfe von vier Quantenzahlen lassen sich
die Aufenthaltsorte von Elektronen in Atomen
genauer beschreiben als im Modell von Bohr.
– Jedes Orbital wird durch drei Quantenzahlen
bezeichnet.
– Die vierte Quantenzahl legt den
Bewegungszustand des Elektrons im Orbital
eindeutig fest.
Die Hauptquantenzahl n
• Entspricht der Anzahl Schalen im Modell von Bohr und bestimmt den mittleren Abstand des Elektrons vom Kern.
• n ist eine positive ganze Zahl: n = 1; 2; 3; ...
• Je grösser n ist, umso weiter entfernt ist das e- vom
Kern.
• Je weiter weg das e- vom Kern ist, umso
energiereicher ist es.
• Alle Orbitale, die zur gleichen Hauptquantenzahl
gehören, werden unter dem Begriff Schale
zusammengefasst.
• Elektronen mit derselben Hauptquantenzahl n haben
ähnliche mittlere Abstände zum Kern.
Die Nebenquantenzahl l
• Jede Hauptschale teilt sich in Unterschalen, diese werden durch
die Nebenquantenzahl l beschrieben.
• Sie gibt das Unterniveau (Unterschale, Nebenschale) eines
Elektrons an, d.h. sie bestimmt die räumliche Verteilung seiner
Ladungsdichte und beschreibt damit die Gestalt des jeweiligen
Orbitals
• Die möglichen Werte für l hängen von der Hauptquantenzahl n
ab, wobei l Werte von 0 bis (n-1) annehmen kann: l = 0, 1, 2,
3, ..., (n-1).
• Die Unterschalen bestehen aus einem oder mehreren Orbitalen,
deren Anzahl beträgt: 2l +1 (a Skript S. 27)
Unterschale: s p d f
l: 0 1 2 3
Zahl der Orbitale 1 3 5 7
Die magnetische Quantenzahl m
• In Unterschalen mit mehreren Orbitalen dient zu
deren Unterscheidung die Magnetquantenzahl m.
• Beispiel: 2p-Orbitale.
– p-Orbitale sind hantelförmig, es gibt daher – vom Kern aus
gesehen – eine Richtung im Raum, in der sich 2p-Elektronen
bevorzugt aufhalten.
– Die Magnetquantenzahl beschreibt das Verhalten im
Magnetfeld.
– m kann Werte von -l bis +l annehmen.
Die Spinquantenzahl s
• Elektronen drehen sich um ihre eigene Achse,
dadurch wird ein Magnetfeld erzeugt.
• Die Spinquantenzahl beschreibt die Drehrichtung und
kann nur zwei Werte annehmen: +½ und −½.
• Die magnetischen Eigenschaften von zwei
Elektronen mit entgegengesetztem Spin heben sich
gegenseitig auf, die Elektronen sind „gepaart“.
• Darstellung gepaarter Elektronen erfolgt oft durch
zwei entgegengesetzte Pfeile ↿ und ⇂
Was ist Ionisierungsenergie und wieso nimmt sie von e zu e zu?
Um von einem Atom ein Elektron abzutrennen, muss Energie aufgewendet werden: je energiereicher (also weiter entfernt vom Kern) das Elektron ist, umso weniger Energie ist zur Abtrennung des Elektrons erforderlich. Die aufgewendete Energie wirds als Ionisierungsenergie bezeichnet. Entfernt man schrittweise die Elektronen eines Atoms, stellt man fest; dass zur Entfernung jedes weiteren Atoms mehr Energie benötigt wird. Da immer weniger negative Ladungen der verbleibenden Elektronen von einer konstant gleich grossen positiven Ladung (Der Protonen im Kern) angezogen werden.
Erkläre den Schalenartigen Aufbau der Elektronenhülle und wieso die Grösse der Schalen mit der Energie der e zusammenhängt.
Der den Atomkern umgebende, kugelförmige Raum, indem sich ein Elektron bewegt, kann verschieden gross sein. Seine Ausdehnung nimmt mit steigender Energie des Elektrons zu, also haben Elektronen mit niedrigerer Energie einen kleineren kugelförmigen Bewegungsraum um den Atomkern als Elektronen mit höherer Energie.
Diese Bewegungsräume schliessen den Atomkern schalenartig ein. Sie werden deshalb auch Schalen genannt und entsprechen den Energiestufen. Die Schalen werden von innen nach aussen nummeriert oder mit den Buchstaben K L M N O P & Q gekennzeichnet.
Pauli Prinzip
• Die Elektronenverteilung eines Atoms wird als
Elektronenkonfiguration bezeichnet.
• Die energieärmsten Orbitale werden zuerst
besetzt.
Pauli Prinzip:
In einem Orbital können sich nie mehr als zwei Elektronen
befinden.
➙ zwei s- Elektronen +1/2 und -1/2 darum 2
➙ sechs p- Elektronen
➙ zehn d- Elektronen
➙ vierzehn f- Elektronen
Keine zwei Elektronen stimmen in allen vier Quantenzahlen
überein.
Hundsche Regel
• Falls für die Elektronen eines Atoms mehrere
Orbitale mit gleichem Energieniveau zur
Verfügung stehen, werden diese zuerst mit je
einem Elektron mit parallelem Spin besetzt.
• Erst wenn alle Orbitale des gleichen Niveaus
mit einem Elektron besetzt sind, werden sie
durch das zweite Elektron vervollständigt.
