Orbitale reihenfolge?

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6 Antworten

Zunächst einmal werden (im Grundzustand) die Orbitale so besetzt, dass die Energie des Atoms minimal wird.

Eigentlich könnte es von daher egal sein, welchen Bahndrehimpuls ein Elektron im Atom hat, aber in einem Atom mit mehreren Elektronen liegt durch deren Wechselwirkung untereinander ein möglichst kleiner Drehimpuls bei gleicher Hauptquantenzahl n energetisch niedriger, weshalb in einer »Schale« das s-Orbital zuerst besetzt wird.

Das 4s-Orbital liegt energetisch sogar unter den 3d-Orbitalen und wird dementsprechend eher besetzt. Deshalb kommt nach Argon das Alkalimetall Kalium bzw. deshalb ist Kalium ein Alkalimetall. Auch das liegt an der Wechselwirkung unter den Elektronen.

Wenn du sie nicht verstehst, die Regeln und die Ausnahmen von den Regeln und die Ausnahmen von den Ausnahmen, dannn solltest du dich auf eine uralte Kulturtechnik besinnen, das Auswendiglernen.

Wie hast du denn die Zahlen, Wochentage und Monatsnamen gelernt?
Durch eine Regel, die dir das Auswendiglernen erspart hat?
Für die Monatslängen gibt es das Fingerknöchelverfahren, aber irgendwann weiß man es einfach auswendig, auch ohne dieses Verfahren.

Wohl kaum ein Chemiker kann dir das begründen, und wenn, würden wir beide es kaum verstehen.

  Es folgt Teil 2 meiner Antwort; bitte erst Teil 1 lesen.  Ich seh grad; aus der Überschrift geht hervor, du bist bereits Student.

    Jetzt denk mal vom ===> Bohrschen Korrespondenzprinzip ( BKP )  her. Das 3. Keplersche Gesetz besagt, dass die Umlaufszeit des platten Neten eine Funktion T = T ( a ) der großen Halbachse der Bahnellipse ist; du weißt: Eine Funktion ist immer eine eindeutige Funktion. T hängt also nicht von der Brennweite f ab. Was aber weniger bewusst ist: Es gilt auch E = E ( a ) ; die Integration des Keplerproblems findest du in allen Mechanikbüchern wie z.B. Agoston Budo oder Herbert Goldstein.  In der QM erscheint a und damit die Energie E des Elektrons quantisiert durch die Hauptquantenzahl n .

     Die Coulombkraft ist eine typische ===> Zweikörper-Zentralkraft; der Drehimpuls L ist erhalten ===> 2. Keplersches Gesetz. L hängt nur von f ab und hat keinen Einfluss auf die Energie. Dabei entspräche L = 0 einem Planeten, der im Kamikaze Trip auf den Strich geht und sich in die Sonne stürzt; dann ist im Grenzfall f = a und die ===> Bahnexzentrizität e = 1 .

    Im anderen Extrem entartet die Ellipse zum Kreis mit L = L ( max ) ; e = f = 0 . Folgend dem BKP , wird L beschrieben durch die Nebenquantenzahl l ,

    0 < = l < = n     ( 2.1 )

    Ich schick jetzt erst mal wieder ab.

Schön dass du hier soviel vorkaust, aber das Bohrsche Atommodell ist überholt und es ist eben nicht (!!!!) der Fall, dass Elektronen in elliptischen Bahnen um den Kern schwirren. Womit deine ganzen Keplerschen Gesetze nicht auf Elektronen angewendet werden sollten.

Außerdem hilft das wenig bei dem Problem der Frage.

Das Madelung-Energieschema von Physikus ist alles was der Fragesteller zur Lösung seines Problems braucht.

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@mgausmann

Den Namen Madelung hatte ich nicht mit diesem Termzoo in Verbindung gebracht. Könnte es nicht sein, dass die Hundsche Regel die berühmten Ausnahmen von Madelung darstellt?

   Außerdem stand in der Zeitschrift Spektrum zu lesen, dass bei
Transuranen jenseits der 105 relativistische Effekte der Diracgleichung die Perioden des Periodensystems zusammen brechen lassen. Was du hier propagierst, ist die Einteilchen-Näherung der Elektronenorbitale. Fragesteller Isfahan scheint gar nicht zu begreifen, dass du die Orbitale z.B. in einem Uranatom in der 2. Quantisierung über die Diagonalisierung eines 2-Teilchen-Hamilton ermitteln müsstest.

   Alle Näherungsbetrachtungen sind nur nachgeschaltet; mein Doktorvater pflegte zu sagen

  " Wenn Sie ein realistisches Problem rechnen, haben Sie eine 10 000 X 10 000 Matrix zu diagonalisieren - da werden Sie verrückt. "

   Bei uns am Tag der offenen Tür stellten sich die ganzen physikalischen Institute den Abiturienten vor. Über uns Teoretiker lachten die Schüler zum Schluss, weil jeder Prof seine Ansprache begann

   " Ich gehe von der Schrödingergleichung ( SG ) aus. "

   Und mit jedem Folgeschritt verwässerte er diese SG bis zur Unkenntlichkeit, um dann z.B. mit 1/3-halb-oder 3/4 klaschischen Annahmen irgendwelche Kristalle in der Festkörperphysik zu rechnen.

   Das war auch das Urteil unseres Gastprofessors " Hank Miller " über ===> Wixhausen:

  " Die Leuts mussen sein geworden vaarückt. While isch wurd's ein Wechselwirking nix reschnen mit Vielteilschen Swer Ions out of control. Muust du kuuken auf ein simple system ... "

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