chemie: Wie viele elektronen haben in einem orbital platz?
chemie: Wie viele elektronen haben in einem orbital platz?
3 Antworten
Die Antwort ist Eines. Naja, zumindest eine mögliche Antwort.
Jedes Orbital entspricht einer bestimmten Kombination von vier Quantenzahlen. Da sich jedes Elektron von jedem anderen in zumindest einer QZ unterscheiden muß (Pauli-Verbot), kann es zu jedem Orbital nur ein (oder auch kein) Elektron geben.
Allerdings setzt das voraus, daß man der Konvention der „Spinorbitale“ folgt, d.h., man packt den Spin in die Definition des Orbitals. Dann hat man z.B. ein 1s und ein 1s̄ Orbital, das erste für spin-up und das zweite für spin-down. Räumlich sehen die beiden aber gleich aus (wenn man nicht zu genau hinsieht), und deshalb ist es auch üblich, zu sagen: Es gibt nur ein 1s-Orbital, und das kann zwei Elektronen aufnehmen (eines mit spin-up und eines mit spin-down).
Das ist nur ein Buchhaltungstrick, etwas wie wenn man die Anzahl der Gäste im Hotel pro Zimmer oder pro Bett angibt.
Zwei Elektronen pro Orbital sind aber auch nicht das Letzte Wort. Denn manche Orbitale sind „entartet“, sie bestehen also aus mehreren energiegleichen Komponenten. Was man so landläufig p-Orbital in einem Atom nennt, meint eigentlich drei verschiedene Orbitale (die Komponenten kann man p₀, p₋ und p₊ nennen, und wer Spinorbitale liebt, der würde von p₀, p̄₀, p₋, p̄₋, p₊ und p̄₊ reden). Daher passen da sechs Elektronen rein.
Bei Atomorbitalen ist die Entartung 2ℓ+1, wenn ℓ die Bahndrehimpulsquantenzahl ist. ein s-Orbital (ℓ=0) ist also nur einfach (d.h., gar nicht) entartet, ein p-Orbital (ℓ=1) dreifach, ein d-Orbital (ℓ=2) fünffach … ein i-Orbital (ℓ=6) dreizehnfach entartet. Und es passen daher 2,6,10,…26 Elektronen rein.
Bei Molekülen gibt es meist keine oder bestenfalls zweifache Entartung (letzteres nur dann, wenn das Molekül eine wenigstens dreizählige Drehachse hat). Nur kubische (Tetraeder, Oktaeder) Moleküle können auch dreifach entartete Orbitale (also sechs Elektronen) haben, und ikosaedrische auch vier- und fünffache.
(die Komponenten kann man p₀, p₋₁ und p₊₁ nennen, und wer Spinorbitale liebt, der würde von p₀, p̄₀, p₋₁, p̄₋₁, p₊₁ und p̄₊₁ reden).
Zwei. Immer nur zwei. Das ist das sogenannte Pauli-Prinzip.
Jedes Energieniveau (Hauptquantenzahl, "Schale") besitzt ein s-Orbital, ab der zweiten zusätzlich drei (!) p-Orbitale, ab der dritten wiederum zusätzlich fünf d-Orbitale. Jedes Orbital fasst bis zu 2 Elektronen. Die Orbitale unterscheiden sich u.a. durch ihre Form (berechnet von E. Schrödinger), aber das führt jetzt sehr weit...
Google doch mal Orbitaltheorie oder schau nach s-, p-, d- und f-Orbitalen.
Hallo Botanicus!
Auch wenn es schon 8 Jahre her ist 😅
ich komme jetzt erst in klasse 10, interessiere mich aber trotzdem sehr für Chemie und habe mir deshalb ein bisschen was zum orbitalmodell beigebracht.
Jedenfalls dachte ich, dass bloß in s orbitale 2 Elektronen passen. In andere jedoch, so bspw p orbitale passen doch 6? Und in d orbitale 10. oder etwa nicht?
so schreibt man es ja jedenfalls (als Maximalwert) bei der Elektronenkonfiguration…
oder vertue ich mich da, weil die Orbitale aus anderen „orten“(??) (ich kenne leider den Begriff nicht) bestehen? Denn in diese „orte“ passen ja immer nur 2elektronen, die einen gegensätzlichen Spin enthalten.
Aber wo ist dann der Unterschied zwischen s,p,d… orbitalen und diesen „orten“(Begriff???) die nach dem pauli Prinzip 2e mit unterschiedl spin Enthalten?
Ich danke dir schonmal :)
Liebe Grüße