Atommodell nach Bohr?
Also wir haben gerade eine Aufgabe, wo das Element Palladium (Nebengruppe, 46 p+/e-) in die Schalen eingeteilt werden soll.
Meine Lösung sagt nun K - Schale = 2 e- , L= 8, M= 18, N= 16 und O= 2
Jetzt meine Frage: Warum kommen in die O Schale noch 2 Elektronen rein, obwohl man sie doch eigentlich in die N- Schale packen kann?
3 Antworten
Das hängt mit dem Aufbauprinzip zusammen.
Später werdet ihr lernen, dass es verschiedene Unterorbitale geben wird und nicht nur die Kreisbahnen K, L, M, N... mit 2n^2 Elektronen.
Dieses n heißt Hauptquantenzahl. Es gibt noch die Nebenquantenzahl l und - aber nicht so wichtig - m und s.
Im Bohr-Sommerfeldschen Modell kann man n als "Orbithöhe" und l als "Ellipsität" interpretieren. Dieses Planetenbild ist falsch und wurde später 1:1 zu Wellenfunktionen ersetzt, ist aber sehr anschaulich. m und s sind nur die Ausrichtung und der Spin des Elektrons und wichtig, um zu erklären, warum es genau 2n^2 sind.
Jedenfalls besetzt man die Orbitale in folgender Reihe. Die Zahl steht für das n, der Buichstabe s, p, d, f für l = 1, 2, 3, 4. s-Orbitale bekommen 2, p- 6, d- 10, f- maximal 14 Elektronen. Bsp: 1s ist die K-Schale, 2s+2p die L-Schale...
2 ins 1s, 2 ins 2s, 6 ins 2p, 2 ins 3s, 6 ins 3p, 2 ins 4s, 10 ins 3d, 6 ins 4p, 2 ins 5s;
jetzt haben wir 38 Elektronen in vollen Orbitalen. Jetzt passen noch 8 Elektronen in das 4d.
Jetzt muss man auf die vordere Zahl, das n, achten. Und man sieht: K = 2, L = 8, M = 18, N = 2+6+8 = 16, O = 2.
Der Rest, das 4f, wird erst mit Lanthan, Cer... bis Lutetium aufgefüllt.
Ich hoffe, dass ich weiterhelfen konnte.
PS: Ja, manche sagen, dass es keine O-Elektronen gibt bei Pd. Das ist auch richtig, lässt sich aber nur extrem kompliziert quantenmechanisch erklären.
Mein Lösung wäre:
K:2
L:8
M:18
N:18
Und die Seite https://www.internetchemie.info/chemische-elemente/palladium.php scheint mir recht zu geben.
Nach Schema ist deine Konfiguration korrekt, aber leider gibt es zu dem nicht ganz einfachen Schema auch noch Anomalien. Palladium ist so eine. Diese Anomalien muss/kann man sich nicht alle merken, aber man sollte stets mit ihnen rechnen.
Dein Nachsatz ist nicht ganz stimmig, denn die O- = 5. Schale wird schon bei Rubidium und Strontium angefangen, das Problem ist, dass sie bei Palladium plötzlich wieder leer ist.
Bei der Ionisierung werden die äußeren s-Elektronen immer zuerst abgegeben. Das ist sozusagen Standard. Aber Palladium ist auch als Atom anomal, hat lt. Wikipedia die Konfiguration [Kr] 4d10 5s0. Mit höherer Periode wird's immer wilder, Niob hat z.B. [Kr] 4d4 5s1, da hilft auch die Begründung mit halbvollen Unterschalen nicht wirklich weiter.
Stimmt, du hast recht. Ich hatte nur 3d mit Cu/Cr im Kopf. Lag das nicht zumindest bei Au und Hg an relativistischen Geschwindigkeiten?
Der relativistische Effekt würde eher nahelegen, dass die äußeren s-Elektronen stärker gebunden, also energieärmer sind. Aber ich habe schon vor langer Zeit aufgegeben, die Orbitalreihenfolgen verstehen zu wollen.
Es liegt nach kurzer Recherche wohl eher an Abschirmungseffekten, effektiver Ladung und Orbitalkontraktion. Bei Palladium ist mein Weltbild eben etwas eingestürzt, weil man mir die Ni/Pd-Katalyse bislang immer über d8-Konfiguration erklärt hat.
Die Konfiguration im freien Atom sagt nicht unbedingt etwas über die im Metallgitter oder in Legierungen. So vermute ich. Immerhin müssen ja auch Elektronen in die Bänder.
Das war doch nur bei Palladiumkationen der Fall, oder täusche ich mich und es war für 4d-Metalle komplexer?