Warum ist die Edelgaskonfiguration energiegünstig?
Hey Leute,
also zum Erreichen der Edelgaskonfiguration in Molekülen werden ja z.T Elektronen aufgenommen. Dadurch sinkt doch eigentlich die Kernanziehungskraft, weil es im Verhältnis weniger Protonen gibt, der Atomradius vergrößert sich ja dann bei Anionen auch. Also werden doch alle andren Elektronen auf ein höheres Energieniveau gebracht oder nicht.
Ja, dann ist die Außenschale voll besetzt wie man so schön sagt und das Atom ist weniger reaktiv. Aber das Argument ist ja trotzdem, dass es zu einer günstigen elektrostatischen Wechselwirkung kommt.
Wäre echt dankbar für eine Antwort diskutiere schon seit einer Stunde mit Chatgpt lol.
4 Antworten
Die Kernladung wird erst duch 2 bzw. 8 Elektronen in der äußersten Schale wirkungsvoll NACH AUSSEN abgeschirmt. Vereinfacht gesagt "spürt" ein Außenelektron im Lithiumatom 1 Proton, im Neonatom 8. Beim Natrium ist es dann wieder 1.
Daher kommen die periodischen Änderungen beim Atomdurchmesser, der Ionisierungsenergie und Elektronegativität sowie im chemischen Verhalten generell.
Im Methan spüren die Bindungselektronen eine Ladung vom Wasserstoffkern und 4 Ladungen vom Kohlenstoffkern, weil 2 der 6 Ladungen von der ersten Schale des C-Atoms abgeschirmt werden. Da der C-Atomrumpf (Kern + Innenelektronen) deutlich größer ist als der H-Kern, ist die Anziehung ungefähr gleich, daher auch die ähnlichen Elektronnegativitäten und die unpolare Bindung.
Für all das muss man nicht unbedingt mit "Quanten" um sich werfen, die man im Zweifel selbst nicht versteht.
Die Energieniveaus ändern sich nicht, sie hängen von den Orbitalen ab und diese ändern sich nicht.
Für das Energiespektrum des Atoms, darf man es nciht mehr klassisch betrachten, also es wird relativ contraintuitiv.
Weil das Atom in dem Zustand am stabilsten ist, also keine e abgeben und aufnehmen möchte. Volle atomschalen haben eine bessere Ladungssymmetrie und sind deswegen stabiler.
Okay macht Sinn. Auf meinen Vorlesungsfolien steht halt noch, dass es ein elektrostatisch günstigerer Zustand wäre, heißt das denn dann nicht, dass sozusagen die Anziehung zwischen Kern und Elektronen verbessert wird und das dann auch ein Grund ist? Wäre dankbar wenn du mir dazu noch was sagen könntest.
Naja, sie sind symmetrisch angeordnet. Bei asymmetrie würde manche e eine Stärkere Anziehung erfahren als andere. Aber elektrostatische Gründe hätte ich in diesem Kontext noch nie gehört.
Okay, verstehe. Danke dir auf jeden Fall!^^ Hoffe du hast einen schönen Tag.
Bin jetzt kein Chemiker, aber: Der Atomradius sollte sich nur merklich verändern wenn keine neue Schale dazu kommt oder weggenommen wird.
Meine Intuition würde mir sagen dass Edelgase eben deswegen erstrebenswert sind (bzw. eher auftauchen), weil dadurch in den zugrundeliegenden quantenmechanischen Feldern eine gewisse Symmetrie entsteht, die das Atom stabiler und von allem weniger reaktiv macht. Wenn dann ein Edelgas durch Zufall entsteht, bleibt es erstmal so, wodurch über die Zeit der Eindruck entsteht, dass die Atome aktiv nach dem Zustand streben.
(Keine Garantie auf Korrektheit lol)
Danke dir, dass du dir Zeit genommen hast zu antworten. Klingt auf jeden Fall sinnvoll mit der Quantenmechanik. Schönen Tag noch! :)
Den Grund für die energetische Begünstigung der Edelgaskonfiguration kann man leider nicht klassisch begründen (zumindest wüsste ich nicht wie).
Ich bin auch schon eine Weile aus dem Quantenmechanik-Game raus, aber grob runter gebrochen kann man es denke ich so formulieren:
Quantenmechanisch beschreibst du Elektronen in einem Atom über Wellenfunktionen. Dabei erhält jedes Elektron eine eigene. Diese geben (über ihr Betragsquadrat) die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons im Raum an. Da du die Elektronen aber nicht unterscheiden kannst, kannst du sie auch austauschen. Salopp gesagt (Beispielhaft an Helium) kann Elektron 1 an Ort 1 oder Ort 2 sitzen. Das Elektron 2 ebenfalls an Ort 1 oder Ort 2.
Dadurch erhältst du rechnerisch zusätzliche Terme für die Elektronen, was zu einer größeren Möglichkeit an Zuständen für die Elektronen führt und dadurch zu einer Verringerung der Energie. Im hypothetischen He+ mit nur einem Elektron hättest du weniger Terme, weniger mögliche Zustände und damit eine höhere Energie.
Okay, das macht echt Sinn. Vielen Dank auf jeden Fall, dass du dir die Mühe gemacht hast, hilft mir wirklich. Hoffe du hast einen schönen Tag ~
Also meinst du wegen der Quantenmechanik? Könntest du mir vielleicht sagen, warum es denn energetisch günstiger ist die volle Außenschale zu besitzen?