Elektronenkonfiguration wieso steht in der Gleichung 2*?

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3 Antworten

Die e- sind laut dieser Theorie auf verschiedene Orbitale verteilt: 

s-Orbital (2e-)
p-Orbital (6e*)
d-Orbital (10e-)
f-Orbital (14e-)

Die Hauptquantenzahl n sagt dir in welcher Schale du dich gerade befindest (1--> 1. Schale, 2--> 2. Schale usw...) 

Jede Schale kannst du in Unterschalen aufteilen. Die Anzahl der Unterschalen ist gleicih n (1. Schale --> 1 Unterschale, 2. Schale --> 2 Unterschalen usw...) Die Unterschalen werden mit der Nebenquantenzahl l beschrieben l kann den Wert (n-1) annehmen, heißt l kann mindestens 0 sein. ZB: Bei n=3 kann l 0=s, 1=p, 2=d oder 3=f sein. Statt der Zahlen werden die Unterschalen meistens mit Buchstaben bezeichnet (s, p, d, f; so wie oben beschrieben).

Jede Unterschale verfügt über ein oder mehrere Orbitale. Zur Unterscheidung dieser Orbitale dient die Magnetquantenzahl m. m= -l größer gleich m kleiner gleich +l. Also für l=3=f ist m=7 Orbitale (-3 -2 -1 0 +1 +2 +3). 

Jedes Orbital kann 2 e- halten. Wenn man alle Unterschalen pro Schale zusammenzählt sind das also:
1. Schale (n=1): s-Orbital (2e-)
2. Schale (n=2): s-Orbital (2e-) + p-Orbital (6e-) = 8e-
3. Schale (n=3): s-Orbital (2e-) + p-Orbital (6e-) + d-Orbital (10e-) = 18e-
usw...

Deine Gleichung auf dem Bild beschreibt also die Anzahl an e- pro Schale. Hoffe, dass das nicht zu verwirrend war. 

Mfg

Nutzer12344 18.05.2017, 10:36

aber ich dachte dass s p d f schon orbitale sind , nur mit unterschiedlicher Form?

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0rogontorogon 18.05.2017, 15:46
@Nutzer12344

Ja sind sie, zB. enthält die zweite Schale zwei Unterschalen: die erste mit einem s-Orbital und die zweite mit 3 p-Orbitalen. Innerhalb eines Atoms haben allerdings alle Unterschalen die gleiche Energie, deshalb kann man die 3 p-Orbitale in n=2 zu 2p^6 zusammenfassen.

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Nutzer12344 21.05.2017, 23:29

Vielen Dank für diese sehr ausführliche Antwort :)

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In jeder Schale gibt es Schalennummer-zum Quadrat Orbitale.

Und in jedes Orbital passen 2 Elektronen.

Also:

Schale 1 - 1² = 1 Orbital = 2 Elektronen
Schale 2 - 2² = 4 Orbitale = 8 Elektronen
Schale 3 - 3² = 9 Orbitale = 18 Elektronen
Schale 4 - 4² = 16 Orbitale = 32 Elektronen
usw.

Konfiguration ist übrigens etwas anderes, bezeichnet die Belegung der Orbitale, die - oh Wunder - nicht sauber nach den Schalennummern erfolgt.

diese 2 steht für die 2 Elektronen die jeweils vorhanden sind (eine mit einem +1/2 und eins mit einem -1/2 Spin), die Hauptquantenzahl findest du in der Basis wieder, also die Zahl unter der Hochzahl.

Nutzer12344 18.05.2017, 09:40

Aber ich dachte doch dass die Hochzahl für die Anzahl der Elektronen steht?

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Lihjana 18.05.2017, 09:45
@Nutzer12344

nein, mit der Hauptquantenzahl hoch 2 kommst du auf die Anzahl für m (z.B. bei n=3) 3^2=9 , du hast 9 verschiedene Kombinationen aus Neben- und Magnetquantenzahlen, aber jede Magnetquantenzahl mit 2 Spins, und damit must du alles nochmal mal 2 nehmen.

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ThomasJNewton 19.05.2017, 23:09
@Nutzer12344

Das ist bei der Angabe der Konfiguration so.

Die ich in meiner Antwort übergangen hatte, denn da war nur die Anzahl der Elektronen pro Schale gemeint, und die hochgestellte 2 einfach nur "zum Quadrat".

Bei der Konfiguration ist die hochgestellte Zahl in der Tat die Anzahl der Elektronen pro Orbital(gruppe), wie die tiefgestellte Zahl die Anzahl der Atome im Molekül ist.

Hier gibt es verschiedene Tummelplätze:

Na hat z.B. die Konfiguration 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ - meint 2 Elektronen im s-Orbital der ersten Schale, 2 Elektronen im s-Elektron der zweiten Schale, 6 Elektronen in den p-Orbitalen der zweiten Schale und 1 Elektron im s-Orbital der dritten Schale.

Orbitale können sich auch kombinieren oder hybridisieren. Ein d²sp³-Hybridorbital wird aus 2 d-Orbitalen, 1 s-Orbital und 3 p-Orbitalen gebildet.

Fazit: Die Hochstellung einer Zahl bedeutet manchmal die Anzahl, manchmal aber auch ganz schlicht die Potenz.

Ist nicht immer ganz leicht, da den Überblick zu behalten.

Konfusius sagt Thank God, it's friday.

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Nutzer12344 18.05.2017, 09:50

Aber wieso habe ich bei H zb nur eine 1 als Hochzahl? oder manche haben sogar eine 6 oder eine 4? was bedeutet dann das?

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Lihjana 18.05.2017, 10:01
@Nutzer12344

Bei Wasserstoff gibt es nur ein Elektron, dementsprechend nur einen Spin.

Die Bezeichnung z.B. 2s^1 hat erstmal nichts mit der gesamt Anzahl der Elektronen zu tun, sondern sagt dir, dass im 2s Orbital 1 Elektron sitzt. Bei 3d^4 wären das 4 Elektronen im 3d-Orbital.

Mit der Formel 2*n^2 kannst du die gesammt Zahl der Elektronen berechnen, wenn alle Orbitale vollbesetzt sind. 2*n^2 und 1s^1 haben nicht direkt mit einander zu tun.

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PWolff 18.05.2017, 14:48
@Lihjana

Erläuterung zu

2*n^2 und 1s^1 haben nicht direkt mit einander zu tun.

Die Hochzahl 2 in 2 * n^2 bedeutet "mit sich selbst multipliziert - 2 Faktoren" und hat eine mathematische Bedeutung.

Die Hochzahl 1 in 1s^1 bedeutet "1 Elektron in 1s" und hat eine physikalische Bedeutung.

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