Chemie Periodensys?
Also, ich habe morgen Prüfung, aber leider verstehe ich nicht wieso calcium nicht in der Reihenfolge 2, 8, 18 usw..gefüllt wurde sie wurde nur 2,8,8,2 gefüllt meiner meinung her macht das wenig sinn.
Entschuldige wegen dem schlechtem Satzbau😂
5 Antworten
Du bringst es auf den Punkt. Das Schalenmodell hat offensichtlich ihre Schwächen. Man muss sich von der Vorstellung lösen, dass die Elektronen wie Planeten in geordeneten Bahnen um das Zentralgestirn kreisen. Die Vorstellung heute: Die Elektronen befinden sich mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit in Bereichen, Orbitale genannt, die energetisch am günstigten sind. Anders formuliert: Auf der dritten Schale gibt es Bereiche (3 d Orbitale, Platz für 10 Elektronen) , die energetisch ungünstiger sind als die Plätze in der 4. Schale,also (4s und 4p, insgesamt Platz für maximal 8 Elektronen), die als Valenzelektronen zu Bindungen beitragen.
Ich muss los.
Moin,
das hat etwas mit dem Feinbau der Elektronenhülle zu tun.
Die Formel 2 n2 für die maximale Besetzung eines Hauptenergieniveaus mit Elektronen ist die eine Sache. Danach passen in das erste Hauptenergieniveau (in die erste Schale) maximal 2 • 12 = 2 Elektronen.
In das zweite Hauptenergieniveau passen dementsprechend maximal 2 • 22 = 8 Elektronen und ins dritte maximal 2 • 32 = 18 Elektronen usw.
Aber die maximale Aufnahmefähigkeit von Elektronen bedeutet nicht automatisch auch, dass dies zur energetisch günstigsten Konstellation führt.
Das ist so: Das erste Hauptenergieniveau (die erste Schale) besteht nur aus einem einzigen Unterraum (Orbital = Elektronenaufenthaltswahrscheinlichkeitsraum). In jeden solcher Unterräume passen maximal zwei Elektronen. Darum kann die erste Schale auch nur maximal zwei Elektronen aufnehmen.
Die zweite Schale besteht im Feinbau aus insgesamt vier Unterräumen. Einer davon ist energetisch etwas günstiger, die drei anderen sind untereinander energetisch ziemlich gleich, liegen aber etwas ungünstiger als der andere Raum.
Da alle diese vier Unterräume mit jeweils maximal zwei Elektronen besetzt werden können, passen ins zweite Hauptenergienieveau auch maximal (4 • 2 =) acht Elektronen.
Die dritte Schale besteht (zunächst einmal theoretisch) aus insgesamt neun Unterräumen: einem energetisch wieder recht günstig liegen, drei nicht ganz so günstig liegenden und fünf energetisch recht ungünstig liegenden Räumen.
Diese fünf weniger günstig liegenden Unterräume werden daher erst mit Elektronen besetzt, wenn alle anderen Räume, die energetisch günstiger liegen zuerst mit Elektronen besetzt worden sind.
Und jetzt kommt's: Das vierte Hauptenergieniveau (die vierte Schale) hat nun Unterräume, die energetisch günstiger liegen als die fünf ungünstigen Unterräume der vorherigen dritten Schale!
Deshalb passen zwar maximal 18 Elektronen in die dritte Schale, aber bevor die fünf ungünstiger liegenden Unterräume nach und nach mit Elektronen aufgefüllt werden, kommen zuerst einmal die vier günstiger liegen Unterräume der eigentlich nächsten Schale dran.
Darum ist die energie-günstigste Besetzung der Unterräume mit Elektronen wie folgt:
- K-Schale: ein Unterraum, daher maximal 2 Elektronen.
- L-Schale: ein plus drei Unterräume, daher maximal 8 Elektronen.
- M-Schale: ein plus drei Unterräume, daher zunächst einmal 8 Elektronen (fünf Räume bleiben erst einmal ungenutzt, obwohl sie formal zu diesem Hauptenergieniveau gehören).
- N-Schale: ein Unterraum, in den maximal zwei Elektronen passen, dann Auffüllung der fünf Unterräume des vorherigen Hauptenergieniveaus. Die anderen Unterräume dieses vierten Hauptenergieniveaus werden erst danach weiter mit Elektronen aufgefüllt.
- usw.
Die Auffüllung der Unterräume kannst du an folgendem Schema sehen:
Die Bezeichnungen s, p, d und f stehen für Unterräume (Orbitale). Es gibt immer ein s-Orbital, 3 p-Orbitale, 5 d-Orbitale und 7 f-Orbitale.
Die aufeinanderfolgende Besetzung lautet also eigentlich
K: 2 - L: 2 - 6 - M: 2 - 6 - N: 2 - 10 - 6 - O: 2...
Fazit: Die maximale Anzahl von Elektronen, die in ein Hauptenergie passen, bedeutet nicht, dass die Unterräume auch energetisch die günstigsten sind. So kommt es, dass Schalen mit Elektronen besetzt werden, obwohl eigentlich im vorherigen Hauptenergieniveau noch Unterräume vorhanden sind (die aber energetisch ungünstiger liegen).
LG von der Waterkant
Die K-Schale kann 2 Elektronen aufnehmen. Die L-Schale kann insgesamt 8 Elektronen aufnehmen. Die M-Schale kann ebenfalls insgesamt 8 Elektronen aufnehmen. In die N-Schale kommen bei Calcium 2 weitere Elektronen. Somit sind die 20 Elektronen beisammen.
Es ist tatsächlich so, dass ab der N-Schale mehr Elektronen (insgesamt 18) aufgenommen werden können, es werden aber zuerst ebenfalls nur 8 aufgefüllt und erst nach dem Beginn der nächsten Periode die restlichen 10 nachgefüllt. Das sind die sogenannten Nebengruppenelemente im Periodensystem.
Nachtrag: Der Grund ist, dass zuerst die energetisch günstigen Bereiche gefüllt werden und der Beginn der neuen Periode ist energetisch günstiger als das Nachfüllen der darunterliegenden Schale. Das kommt daher, weil die Elektronen nicht wirklich auf Schalen liegen sondern unterschiedlich angeordnete 2er-Orbitale bilden.
Nach dem Schalenmodell, das du auf dem Bild hast, füllst du die Innere Schale mit 2 und alle weiteren Schalen mit maximal 8 Elektronen.
Die K-Schale kann nur 2 Elektronen aufnehmen - das ist so.
Die L-Schale kann insgesamt 8 Elektronen aufnehmen.
Die M-Schale kann ebenfalls 8 Elektronen aufnehmen.
In die N-Schale kommen nur 2 Elektronen, auch wenn mehr reinpassen.
Bei jedem Element in der gleichen Periode kommt ein Elektron dazu. Bei jeder neuen Element in einer Hauptgruppe kommt eine weitere Schale dazu. Das System ist an sich sehr logisch aufgebaut.