Chemie kugelwolkenmodel?
Kann mir jemand bitte die Aufgaben erklären ich verstehe es nämlich nicht.
1 Antwort
Moin,
zu Aufgabe 1:
Nach dem Kugelwolkenmodell (Kimball) bewegen sich Elektronen nicht auf „erlaubten Kreisbahnen” um den Atomkern (Bohrsches Atommodell), sondern sie befinden sich in sogenannten Kugelwolken, die um den Atomkern angeordnet sind.
- In jeder dieser Kugelwolken können sich maximal zwei Elektronen aufhalten, die sich dann in ihrem Spin (Eigendrehung) unterscheiden. Das symbolisiert man durch Pfeile, deren Spitzen in verschiedene Richtungen zeigen.
- Die Kugelwolken sind auf verschiedene Energieniveaus verteilt, die verschieden weit vom Atomkern entfernt sind. Je näher sie dabei dem Kern sind, desto energetisch günstiger sind sie.
- Das erste (innerste) Niveau besteht aus einer einzigen Kugelwolke, in deren Zentrum der Atomkern liegt (wird als schwarzer Punkt gemalt). Die weiteren Niveaus enthalten jeweils maximal vier Kugelwolken. Die Kugelwolken sind stets möglichst weit voneinander entfernt angeordnet, wenn sich in ihnen Elektronen befinden.
- Die Elektronen werden folgendermaßen auf die Kugelwolken verteilt:
a) Die Energieniveaus werden von innen nach außen aufgefüllt (Energieregel).
b) Erst wenn ein Niveau voll besetzt ist, wird das nächste eröffnet. Voll besetzte Hauptenergieniveaus können ausgemalt und mit der Zahl des entsprechenden Niveaus versehen werden.
c) Kugelwolken desselben Niveaus müssen erst alle einfach mit Elektronen gleichen Spins besetzt werden (Hundsche Regel), bevor die Auffüllung mit einem zweiten Elektron (mit entgegengesetztem Spin) erfolgt (Pauli-Regel).
Zu Aufgabe 2:
Wenn vier Kugelwolken in einem äußeren Niveau mit Elektronen besetzt sind, so ergibt das eine tetraedrische Geometrie. Siehe als Beispiel das Kugelwolkenmodell von einem Kohlenstoffatom:
Das Kohlenstoffatom besitzt insgesamt sechs Elektronen. Davon befinden sich zwei Elektronen im inneren ersten Hauptenergieniveau. Die beiden Elektronen, die in dieser ersten Kugelwolke anzutreffen sind, drehen sich in entgegengesetzter Richtung. Das deutet man mit Pfeilen an, die in verschiedene Richtungen zeigen (hier nach unten und nach oben).
Mit zwei Elektronen ist das erste Hauptenergieniveau voll besetzt. Deshalb kann man es ausmalen.
Die noch fehlenden vier Elektronen werden auf eine jeweils eigene Kugelwolke verteilt, weil die Elektronen immerhin negativ geladene Atombausteine sind, die aufgrund ihrer gleichen Ladung möglichst weit voneinander entfernt sein wollen.
Aber die einzelnen Elektronen in den vier Kugelwolken drehen sich alle in die gleiche Richtung. Deshalb zeigen die Pfeile, die diese Elektronen symbolisieren, alle in die gleiche Richtung (hier nach oben).
Die vier Kugelwolken bilden eine tetraedrische Anordnung (siehe Geometriefigur rechts), weil die Kugelwolken dann am weitesten voneinander entfernt sind.
Zu Aufgabe 3:
Die Lewis-Schreibweise eines Sauerstoffatoms bzw. -moleküls sieht folgendermaßen aus:
Die Beschreibung der Bildung eines Sauerstoffmoleküls mit Hilfe der Kugelwolkenmodelle überlasse ich jetzt einmal dir. Schließlich ist das ja deine Hausaufgabe. Und beschreiben, was du auf den Bildern siehst, wirst du doch sicherlich alleine hinbekommen, oder?
Doch! Doch! Das schaffst du... Ich glaube an dich!
LG von der Waterkant
