Wieso springen Elektronen aus äußeren Schalen in eine innere, wenn dort eine Lücke ist?
Wird aus einem atom ein elektron rausgeschlagen und es entsteht ein loch, dann wird dieses loch sofort von einem elektron einer höheren schale ausgefüllt...dessen platz nimmt dann wiederum ein elektron der höheren schale ein usw., bis das loch auf der valenzschale verbleibt. Anscheinend streben die Elektronen also an, eine innere Schale voll besetzt zu kriegen, auch wenn dafür eine äußere ein elektron weniger hat. Warum ist das so?
3 Antworten
Das Schalenmodell ist, wie der Name schon sagt, ein Modell, zwar kein schlechtes, aber eben ein Modell, mit dem man halt nicht alles erklären kann. Die Dichteverteilung innerhalb der Atomhülle ist eine nach außen monoton abnehmende Funktion, von irgendwelchen Schalen ist da nichts zu sehen. Man kann sie mit einem kleinen mathematischen Zaubertrick herstellen: Man integriert die Dichtefunktion über den kompletten Raumwinkel und erhält eine Funktion, die in der Tat Maxima und Minima hat, diese kann man dann als Schalen interpretieren. Auch wenn das Schalenmodell für vieles gute Dienste leistet, so lässt sich deine Frage am besten mit den Formeln der Quantenmechanik ausrechnen. Dass man hierfür vielleicht kein gutes Modell findet, wo man sagen könnte, "ach, das ist ja wie..." ist halt nun mal eine Eigentümlichkeit der Quantenmechanik.
Das Modell des punktförmigen Elektrons taugt zur Beantwortung der Frage jedenfalls nicht.
Um es ganz anschaulich und kurz zu sagen weil es energetisch günstiger ist. Alles strebt einen möglichst energiearmen Zustand an. Kann man in etwa vergleichen mit einem Ball den man in der Hand hält. Der hat eine best. potenzielle Energie. Wenn man ihn jetzt loslässt dann fällt er auf den Boden weil es energetisch günstiger ist, er potentielle Energie abbaut
Wir alle wissen ja hoffentlich: In Wirklichkeit strebt die Entropie ein Maximum an. Wenn also das Elektron die Lücke in einer tieferen Schale auffüllt, wird dabei ein Photon abgestrahlt. Letzten Endes wird dieses Photon z.B. bei irgendeinem Messvorgang absorbiert und zu Wärme verbraten.
Die Analogie von Eumel ist also vollkommen richtig: Auch der herunterfallende Ball wandelt seine Energie durch Reibung in Wärme um und bleibt schliesslich am Boden liegen.
Genau, der Antrieb für einen spontan ablaufenden Vorgang ist sehr oft Entropieerzeugung, daher einen DH für deinen Kommentar, wenn es denn ginge. Die Analogie von Eumel ist allerdings nur halb richtig. Der Körper fällt nach unten, weil er aus dem Gravitationsfeld Impuls und Energie bekommt. Dass er nicht mehr so hoch springt wie am Anfang und letztlich auf dem Boden liegen bleibt, liegt dann an der Entropieerzeugung.
p.s. Wenn wir das alle wissen (also das, was du geschrieben hast), wieso schreiben wir das dann nicht alle? :-)
weil der kern positiv geladen ist und die elektronen so nah wie möglich da ran wollen!
dann könnten ja einfach alle elektronen direkt in den kern stürzen!
Jetzt die Ketzerfrage: Wenn ein System angeblich immer einen möglichst energiearmen Zustand erreichen will, dann muss der komplette Rest der Welt, nennen wir ihn System B, entsprechend einen möglichst energiereichen Zustand erreichen wollen. Was von beiden stimmt denn jetzt? :-)