Chemie; Orbitalmodell und Atombindungen?

Hallo erstmal,

ich hoffe, dass es hier vielleicht einige Chemie Experten gibt, die mir wegen folgender Situation weiterhelfen können:

Ich nehme im Chemieunterricht gerade Atombindungen durch. Mein Lehrer hat uns diese mithilfe von Orbitalen erklärt, indem er uns sagte, dass die Valenzschale eines Atoms immer halb so viele Orbitale umfassen kann, wie es Elektronen gibt (sprich 4 Orbitale ab der K Schale), dass Orbitale erst einfach besetzt werden, dass sie nie mit mehr als 2 Elektronen besetzt sind und den größtmöglichsten Abstand zu einander haben wollen. Bei einem Orbital ist die Position also egal, bei zweien ist sie linear, bei dreien trigonalplanar und bei vieren tetraedrisch.

Zum Tetraeder hätte ich nun eine Frage. Wir hatten die Aufgabe ein Sauerstoffatom in Lewis-Schreibweise darzustellen. Dabei hat unser Lehrer uns erklärt, dass es absolut falsch sei, wenn die Striche (Elektronenpaare) bei dieser Schreibweise gegenüber liegend wären. Gegen den Uhrzeigersinn gelesen wäre also O Strich, Punkt, Strich, Punkt falsch und O Strich, Strich, Punkt, Punkt richtig. Ich verstehe nicht weshalb, mein Lehrer meinte, dass es am Tetraederwinkel liege, der unter dieser Vorraussetzung zwischen den einzelnen Elektronen nicht vorhanden wäre, wodurch es kein Tetraeder mehr wäre.

Aber weshalb? Beim Kohlenstoff zum Beispiel sind alle Orbitale einfach besetzt und werden zu jeder Seite in der Lewis Schreibweise um das C herum geschrieben. Dort ist es doch auch ein Tetraeder. Die Tatsache, dass es ein vollbesetztes Orbital an der Stelle eines einfach besetzten ist, ändert doch nichts an der räumlichen Form des Tetraeders(?). Warum also darf ich die Position der 2 Striche um das O beim Sauerstoff nicht beliebig festlegen, solange es wie beim C-Atom einem + um das O oder einem Kreuz (so bevorzugt es mein Lehrer) entspricht?

Ich hoffe wirklich meine Frage ist halbwegs verständlich und jemand hier kann es mir erklären:)

Danke!

Schule, Mathematik, Chemie, Geometrie, Physik, Atombindung, Orbitalmodell
Fragen zum Orbitalmodell

Ich weis zwar nicht aus welchen Gründen meine Frage gelöscht wurde, aber ich stelle sie nochmal. Ich hoffe jemand kann mir dabei helfen, da ich gegenwärtig eine längere Zeit meine Profs nicht fragen kann und im Internet ich nichts finde.

Frage: Wieso wird chronologisch anfänglich das erste d-Orbital einfach besetzt, dann fortfolgend die f-Orbitale voll besetzt und dann erst die restlichen d-Orbitale gleicher HQZ?

Die Konsequenz aus der Tatsache wäre ja, dass die energetische Reihenfolge eben so wäre. Aber wieso ist das so? Was für ein Unterschied (energetisch) zwischen den d-Orbitalen. Diese sollen ja behandelt werden, als wären die bei gleicher Besetzung energetisch gleichwertig. Weil es so ist, dachte ich?

Frage: Nach dem Energieprinzip erfolgt die Besetzung der Orbitale nach energetischer Reihenfolge, die indirekt die Konsequenz für die Hundsche Regel ist (erst einwertige Besetzung für leere Orbitale, dann voll für jede). Nun wird gleichzeitig gelehrt, dass (z.B. zur Ermittlung der maximal möglichen Elektronen einer Periode) eine Auflistung der Quantenzahlen erfolgt als Tabelle und dementsprechend die Elektronen zusammengerechnet werden. Dabei wurden die Quantenzahlen so gestaffelt, dass pro Magnetquanzenzahl zwei Spinquantenzahl chronologisch gereiht wird, und dann die nächste Magnetquanzenzahl folgt.

Wenn ich nun ein Element deren Quantenzahlen definieren möchte, dann besteht das Problem, dass ich eigentlich nicht weiß, wo sich die Elektronen befinden (innerhalb einer Art von Orbitalen). Nehmen wir als Beispiel das Element Osmium. Osmium hat 6 Elektronen in seinen 5 d-Orbitalen. Also wird eines zweifach besetzt und die anderen vier einfach. Jetzt ist die Frage, welche Orbitale? Da sie alle energetisch gleichwertig sein sollen bei gleicher Besetzung, entsteht doch auch eine Art Delokalisierung der Elektronen innerhalb gleichwertiger Orbitale (wie bei der Mesomerie).

Daher kann ich nur eine fiktive Magnetquantenzahl und Spinquantenzahl angeben, die angenommen wird. Wie wird dort verfahren? Ist es egal, da dies keinen Unterschied macht oder bestehen wirklich energetische Unterschiede zwischen gleichartiger Orbitale?

Chemie, Physik, Orbitale, Orbitalmodell, Quantenzahlen

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