Schalenbesetzung Bohrsches Atommodell?
Hi,
wieso kann die innere Schale nur 2 Elektronen aufnehmen, während die äußeren Schalen um den Atomkern Platz für 8 haben?
Hat jdm. eine Erklärung hierzu?
4 Antworten
Als Faustformel für die maximale Anzahl an Elektronen in einer Atomschale gilt:
n ist dabei die Anzahl der Schalen, bei der innersten Schale (n=1) gilt demzufolge Z=2*1², also Z=2 und daher gibt es maximal nur 2 Elektronen in der innersten Schale (auch K-Schale) genannt.
Die tatsächliche Erklärung geht aber eindeutig über die Schulphysik hinaus und dafür müssten wir uns mit der Wellenmechanik sowie den dazugehörigen Quantenzahlen beschäftigen.
Wenn die Hauptquantenzahl n, also die Anzahl der Schalen n=1 ist, so folgt für eine weitere Quantenzahl, der Drehimpulsquantenzahl l (auch Nebenquantenzahl genannt) ein Wert l=0, da l stets kleiner n gelten muss! Diese gibt an, welche Form das Orbital hat, bei l=0 handelt es sich um ein s-Orbital, also einer Kugel, in der sich die Elektronen aufhalten. Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit wiederum ist über das Betragsquadrat der dazugehörigen Wellenfunktion ψ gegeben durch (eindimensionaler Fall) :
Für eine weitere Quantenzahl m_l (magn. Quantenzahl) gilt für die beiden Elektronen in diesem Fall m_l=0, da:
Und jetzt gäbe es da noch die Spinquantenzahl m_s und diese liegt für das eine Elektron bei 1/2 für Up-Spin und für das andere bei -1/2 für Down-Spin, da:
Da aber nach dem Pauli-Prinzip oder besser gar Pauli-Verbot die Elektronen innerhalb einem Atom nicht in allen Quantenzahlen (QZ) übereinstimmen können, haben sie einen unterschiedlichen Spin. In den anderen QZ können sie ja nicht variieren, wie du siehst. Deshalb gibt es nur maximal zwei Elektronen in dieser Atomschale!
Das du das jetzt alles perfekt verstehst, erwarte ich nicht. Dafür wäre der Besuch einer Quantenmechanik-Vorlesung vonnöten.
Für die Schule ist es völlig egal, du musst mur wissen wie viele in welche Schale passen
Wären 2, 8, 18, 32 ..
Ich würde es so erklären, letzt endlich braucht jedes Elektron Platz. Die sind alle gleich stark negativ geladen und stoßen sich ab.
Nach dem Bohrmodell dürfen die E nur in den festen Bahnen und niemals dazwischen sein. Also muss auf der Bahn genügend Platz sein damit jedes für sich bleiben kann.
Je weiter nach Außen du in den Schalen gehst, desto größer wird ja der Kreis und desto mehr E passen rein ohne sich zu behindern.
Wenn es dich weitergehend interessiert, wäre das Orbitalmodell was zum reinlesen. Das kommt in der Schule glaube ich erst ab der Oberstufe. Hatte das selber erst in der Uni
Ergibt sich auch der Wellenfunktion für n=1, den Quantenzahlen und dem Pauli Prinzip.
Das mit den 2-8-8-8-8 ist langjähriger Quatsch. Für die Elektronenzahlen in den schalen guckstdu Meeew.