Frage von questions89, 20

Orbital Besetzung?

Warum ist eine einfachbesetzung energetisch günstiger als eine Doppelbesetzung?

Antwort
von PWolff, 13

Schau dir mal z. B. die p-Orbitale an.

Das sind 3 Doppelkeulen, deren Achsen paarweise senkrecht aufeinander stehen.

Wenn wir zwei Elektronen in dieselbe Doppelkeule packen, sind sie sich ziemlich nahe. (Als quantenmechanische Teilchen halten sie sich ja gleichzeitig an allen Stellen ihres Orbitals auf.)

Wenn wir zwei Elektronen auf zwei verschiedene Doppelkeulen packen, haben sie mehr Möglichkeiten, sich aus dem Weg zu gehen. Das ist günstiger, weil Elektronen sich ja gegenseitig abstoßen.

Antwort
von ThomasJNewton, 8

Du solltest nicht zu viele Fragen mit ähnlichem Inhalt parallel stellen.
Ich antworte auf den Extrakt deiner 3 Fragen:

Zuerst mal ist ein Elektron ein Quantenobjekt, ist daher sowohl Welle als auch TeIlchen, oder Telle und Weilchen, oder Delle und Feilchen, eben etwas, das wir Menschen nicht gefühlsmäßig vertehen können, weil unsere Gefühle ...

[und das ist auch für all die gefühllosen Berechnungen gemeint, die unser Gehirn durchführt, wenn du ein Auto duch den Verkehr lenkst oder einen Ball ins Netz wirfst]

... eben in der "Welt der großen Teilchen" entstanden sind und dort funktionieren müssen.

Gemäß der Heisenberschen Unschärferelation ist ein Elektron eben sehr viel größer als ein Atomkern, deine Frage nach dem Fall in dern Kern ist daher ebenso sinnvoll wie die Frage, warum ein Elefant oder Zeppelin nicht in einen Gulli fällt.

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Aber egal wie merkwürdig dir die Elektronen erscheinen mögen - und in Wahrheit sind sie noch wesentlich merkwürdiger - dass sie einander abstoßen, ist auch erst mal so.

"Hier bin ich, hau ab wo du Platz findest, scheinen die Elektronen zu brüllen!"
Eher nicht merkwürdig.

Dass sie aber anschließend jedes auf seinem Platz einen Synchrontanz aufführen, das ist das Thema, wo ich dann auch das Handtuch werfe oder den Löffel abgebe.

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Weil es immer wieder Themen gibt, die man nur mit viel tiefergehenden Erkenntnissen verstehen kann, gibt es sowas wie Lehrpläne.

Man lernt halt immer das, was im Unterricht kommt. Und zwar gründlich. Und nicht durch Fragen im Internet.

Oder man ist ein Überflieger.
Gibt es sicherlich, aber hier habe ich noch keinen kennengelernt.
Nur mal die eine oder andere positive Überraschung, aber nichts weltbewegendes.

Expertenantwort
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 7

Wer sagt, daß das so ist?

Kommentar von SlowPhil ,

Die Hundtsche (hoffentlich habe ich das jetzt richtig geschrieben) Regel.

Kommentar von indiachinacook ,

Die gilt nur für Atome, nicht für Moleküle. Außerdem vergleicht sie nicht halbbesetzte mit vollen Orbitalen, sondern sie sagt, daß halb­besetzte Orbitale die Spin­multiplizität maximieren und daraus eine Extra­­stabilisie­rung ziehen.

In ganz wenigen Fällen (Chrom) führt das zu einer unerwarteten Elektronen­konfiguration im Grund­zustand, nämlich [Ar] 3d⁵ 4s¹ obwohl man [Ar] 3d⁴ 4s² erwartet hätte. Dasselbe passiert aber auch mit vollständig gefüllten d-Schalen, Kupfer hat [Ar] 3d¹⁰ 4s¹ und nicht das erwartete [Ar] 3d⁹ 4s².

Die Grundregel ist ja das Aufbauprinzip, und da geht es darum, Orbitale voll (und nicht halb) aufzufüllen. Kohlen­stoff hat deshalb ganz regelmäßig [He] 2s² 2p² und nicht etwa [He] 2s¹ 2p³.

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