Kann man das Schalenmodell nur bis zur 5. Periode bzw. Schale berechnen?

1 Antwort

Von Experten indiachinacook und Picus48 bestätigt

Das Problem liegt nicht daran, dass die Formel nicht stimmt, sondern daran, dass die Schalen nicht sauber der Reihe nach befüllt werden. Mit anderen Worten, dass Schale und Periode nicht das gleiche sind.

Ab der 1. Schale gibt es ein s-Orbital, das 2 Elektronen fasst. Die 1. Periode umfasst 2 Elemente, H und He, soweit klar.

Ab der 2. Schale gibt es 3 p-Orbitale, die je 2 Elektronen fassen, zusammen also 6. In der 2. Periode ist die Welt auch noch in Ordnung. Bei Li und Be wird das 2s-Orbital befüllt, von B bis Ne die 2p-Orbitale.

Ab der 3. Schale gibt es 5 d-Orbitale, die zusammen 10 Elektronen fassen. In der 3. Periode werden bei Na und Mg das 3s-Orbital gefüllt, von Al bis Ar die 3p-Orbitale. Aber Ar ist ein Edelgas, und danach beginnt die 4. Periode, obwohl die 3. Schale noch gar nicht voll ist. Die 3d-Orbitale werden erst befüllt, nachdem mit der 4. Schale schon begonnen wurde, bei K und Ca, und zwar bei den Übergangsmetallen Sc bis Zn. Erst danach wird das Füllen der 3. Schale fortgeführt, vom Ga bis Kr.

Die d-Orbitale werden immer eine Periode "zu spät" befüllt, die 3d-Elektronen in der 4. Periode, die 4d-Orbitale in der 5. Periode, die 5d-Orbitale in der 6. Periode usw.

Ab der 4. Schale gibt es 7 f-Orbitale, die zusammen 14 Elektronen fassen. Deren Füllung erfolgt sogar 2 Perioden "zu spät", also 4f in der 6.Periode, 5f in der 7. Periode usw.

Ab der 5. Schale gibt es 9 g-Orbitale, aber von denen steht zu erwarten, dass sie 3 Perioden "zu spät" befüllt werden, also ab der 8. Periode, und da kommen die Physiker mit der Erzeugung der Atomkerne nicht hinterher.

Die geschilderte Reihenfolge ist als Aufbauprinzip oder Madelung-Schema bekannt, findest du leicht im Netz. Und damit es nicht gar zu leicht wird, gibt es noch Abweichungen davon, sog. Anomalien, die aber im Moment noch nicht interessieren.

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Im 5. Absatz war ein Fehler, natürlich werden die d-Orbitale eine PERIODE später befüllt, nicht eine Schale später.