Orbitale?
Hallo Leute,
Ich hätte eine Frage bezüglich der höheren Chemie, die mich vor eine Herausforderung stellt. Ich weiß, was Orbitale sind, verstehe aber nicht, wieso eine Übergangselementreihe im Periodensystem zehn Elemente erhält. Ich habe zwar versucht mich im Internet und Büchern schlau zu machen, dennoch habe ich bis jetzt keine zufriedenstellende Erklärung finden können.
Ich bin für jede Hilfe dankbar!😊
2 Antworten
Die Elektronen werden durch 4 Quantenzahlen charakterisiert:
Die Hauptquantenzahl n beschreibt die Schale & ist eine natürliche Zahl größer 0:
- n = 1 - K-Schale
- n = 2 - L-Schale
- n = 3 - M-Schale
- n = 4 - N-Schale usw.
Die Nebenquantenzahl l reicht von 0 bis n-1 und beschreibt die Form der Atomorbitale. Bei einer Hauptquantenzahl von n, gibt es n Formen von Atomorbitalen:
- l = 0 - s-Orbitale (kugelsymmetrisch)
- l = 1 - p-Orbitale (hantelförmig)
- l = 2 - d-Orbitale usw.
Dann gibt es noch die Magnetquantenzahl m, welche die räumliche Ausrichtung der Orbitale beschreibt. m läuft dabei von -l bis +l. D.h. es gibt insgesamt ein s-Orbital (0), drei p-Orbitale (-1, 0, 1), fünf d-Orbitale (-2, -1, 0, 1, 2), sieben f-Orbitale (-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3) usw.
Die Spinquantenzahl beschreibt den Spin des Elektrons, "spin-up" (+0,5) oder "spin-down" (-0,5).
Die Quantenzahlen beschreiben eindeutig ein Elektron, d.h. zwei Elektronen eines Atoms müssen sich immer in mindestens einer Quantenzahl unterscheiden.
Jede Schale besitzt also ein bestimmte Menge an Orbitalen und kann eine bestimmte Zahl an Elektronen aufnehmen (2 Elektronen pro Orbital aufgrund der Spinquantenzahl):
n = 1:
- ein s-Orbital = max. 2 Elektronen
n = 2:
- ein s-Orbital, drei p-Orbitale = max. 8 Elektronen
n = 3:
- ein s-Orbital, drei p-Orbitale, fünf d-Orbitale = max. 18 Elektronen
n = 4:
- ein s-Orbital, drei p-Orbitale, fünf d-Orbitale, sieben f-Orbitale = max. 32 Elektronen
Übergangsmetalle sind nun Elemente, bei denen mit steigender Ordnungszahl die d-Orbitale aufgefüllt werden. (5 Orbitale * 2 Elektronen pro Orbital = 10 Elektronen, daher 10 Übergangsmetalle pro Periode). Man bezeichnet diesen Teil des Periodensystems daher auch als d-Block. Hier nochmal ein Periodensystem bei dem die verschiedenen Blöcke angezeigt werden.
Weil pro Spalte in jedem d-Orbital ein zusätzliches Elektron hinzugefügt wird und alle 5 d-Orbitale max 10 Elektronen aufnehmen können.