Orbitalmodell wozu?
Wieso nutzt man das Orbitallmodell, um die Wahrscheinlichkeit eines Elektrons zu bestimmen, wenn Elektronen eh "immer" unterwegs sind? Ich verstehe zwar wie das System des Modell und auch die Hybridisierung, aber immer wenn ich mir solche Veranschaulichungen ansehe, verstehe ich nicht ganz inwiefern man das mit den kreisenden Elektronen "berücksichtigen" soll. Das sind für mich irgendwie zwei verschiedene Paar Schuhe. Müssten nicht die Elektronen zur jeder Zeit immer wieder ihre "Gaswolken" verlassen, weil sie sich ja immer bewegen und nicht einer Position ruhen? Auch wenn das Orbitallmodell etwas weiter entwickelt ist als das "normale" Bohrsche Atommodel von 1913 aber trotzdem. Es muss ja irgendwie ein Zusammenhang geben?
Ich hoffe meine Frage war verständlich genug?
Danke schon mal für die Antworten?
4 Antworten
Das "Orbital" kennzeichnet die Energie des Elektrons,- das ist die Größe, die man als Antwort für viele Probleme benötigt. Elektronen sind quantenmechanische Objekte: Die Unschärferelation verbietet die gleichzeitige exakte Kenntnis von Ort und Energie. Kennt man die Energie des Elektrons genau, dann verliert man jede Information über den Ort an dem sich das Elektron befindet. Es sind nur noch statistische Aussagen möglich, mit welcher Wahrscheinlichkeit man das Elektron an einem gegebenen Ort finden kann. Die Bilder der Orbitale sind das Ergebnis der zeitunabhängigen Lösung der Schrödingergleichung und geben die Raumbereiche an, in denen man des Elektron mit z.B. 95 % Wahrscheinlichkeit finden wird.
Das Bohrsche Atommodell ist schön einfach, aber etliche Jahre vor der Quantenmechanik entstanden. Niels Bohr wusste damals noch nicht, dass Elektronen Teilchen und Welle zugleich sind, daher hat er das Atom "klassisch" beschrieben und damit es funktioniert, Regeln eingeführt, die er aber nicht erklären konnte. Leider wird dieses Modell immer noch verwendet, womit die Verwirrung vorprogrammiert ist ...
Ein Elektron bewegt sich eigentlich nicht. Das ist genau der Punkt, denn ein auf ein sich bewegendes Elektron müsste eine Zentripetalbeschleunigung wirken und wenn ein Elektron beschleunigt wird, dann strahlt es Energie ab. Würde das Elektron mit der Zeit durch Bewegung Energie verlieren, würde das Atom irgendwann kollabieren.
Man braucht das Orbitalmodell z. B. um 5 - bündige Atome im Molekül oder das gemeinsame pi - Elektronensystem im Aromaten zu erklären.
Das Orbitalmodell dient dazu, für jeden Ort im Weltall die Wahrscheinlichkeit zu beschreiben, dass dort ein Quantenereignis eintritt, welches die Physiker als "Beobachtung eines Elektrons eines gegebenen Atoms oder Moleküls" deuten.
Wie man heute weiß, sind Elektronen nicht wirklich Teilchen. Man hat — aus makroskopischer Sichet heraus — lediglich den Eindruck als würden sie Teilchen sein. Tatsächlich aber ist jedes Elektron eine aus Energie bestehende Wolke, die — wie jede Wolke am Himmel auch — nicht überall von gleicher Dichte ist.
Leider vermischt du zwei Modelle miteinander. Bohr'sches- und Orbitalmodell.
Wir wissen nicht, was Elektronen wirklich machen, aber wir können Aussagen machen, wo man sie wahrscheinlich finden könnte, wenn man sie suchen würde. So etwas macht das Orbitalmodell.
Man kann damit aber ganz gut die Orientierung der chemischen Bindungen erklären. So etwas kann man mit dem "Planetenbodell" von Bohr nicht ansatzweise.