Energieniveau-Schema (Termschema) von Neon?
Neon-Atom: Schalenmodell
Termschema:
Warum ist in dem Termschema von drei Energieniveaus die Rede, wenn es doch nur 2 Schalen gibt?
2 Antworten
Die Bahnen bzw die Schalen auf denen sich die Elektronen befinden sagen nichts über ihre Energieniveaus aus.
Das heißt, ja die Energie eines Elektrons wird größer wenn er sich auf einer Schale befindet die sich weiter außen befindet aber das hat noch lange nichts damit zutun welche Energie das Elektron nun genau hat.
Deine Verwirrung kann ich aber sehr gut nachvollziehen, dass kannst du ja auch nicht wissen, denn das geht über das Atommodell hinaus, denn das Atommodell sagt nichts ober diese Anordnung aus. Dazu müssen wir das Modell gegen das Quantisierte Atommodell austauschen.
Schaue dir die folgende Grafik an:
hier sind die jeweiligen Schalen als sogenannte "Hauptquantenzahl n" aufgeführt. Das Energieniveau richtet sich dann nach der Hauptquantenzahl und der Drehimpulsquantenzahl l. Damit man die Drehimpulsquantenzahl nicht mit der Hauptquantenzahl verwechselt hat man ihnen kleine Buchstaben gegeben mit s=0 p=1 d=2 f=3 usw.
Wenn du davon noch nichts gehört hast wirst du dich vermutlich fragen: "Was zum Teufel ist eine Quantenzahl?! Was soll der ganze misst." Deshalb schauen wir uns die Quantenmechanik hier etwas genauer an:
Was ist eine Quantenzahl?
Ein Elektron besitzt mehr Eigenschaften als nur seine elektrische negative Ladung. Elektronen unterscheiden sich in Quantenzahlen. Das sogenannte Pauliprinzip besagt dabei: "Alle Elektronen müssen sich mindestens in eine der Quantenzahlen unterscheiden!"
Die Quantenzahlen sind also Eigenschaften von unseren Elektronen. Diese Elektronen haben zunächst erstmal die Eigenschaft, dass sie sich auf einem bestimmten Orbital befinden also hier in deinem Bild auf eine der Schalen. Das ist die Hauptquantenzahl n die Acht Elektronen ganz außen befinden sich dabei auf n=2
Dann besitzen die Elektronen auch noch einen Drehimpuls l die bei 0 anfängt und hochgezählt wird aber immer n-1 sein muss. Auf n=2 sind also nur Elektronen möglich mit einer Drehimpulsquantenzahl l=0 oder l=1.
daraufhin folgt die sogenannte Magnetquantenzahl. Die Form eines Elektrons verändert sich mit dem Drehimpuls, dann kann sie z.b. aussehen wie eine Art Hantel. Diese "Hantel" kann eine Räumliche Ausrichtung annehmen die mit der Magnetquantenzahl m definiert ist die ist entweder -l, geht über 0 bis l.
Schauen wir uns mal an wie viele Elektronen auf die 2 Schale passen:
n=2 l=0,1 m=1,0,-1
damit haben wir 4 Elektronen und dann haben wir alle Elektronen durch. Moment mal! Wir haben aber 8 warum sind das 8?
Tja eine Quantenzahl fehlt uns noch. Die Spinquantenzahl. Das Elektron dreht sich auch noch um seine eigenen Achse was Spin genannt wird. der kann entweder +1/2 sein oder -1/2 damit hat können wir all diese Elektronen nochmal realisieren. Damit haben wir 4 Elektronen mit +1/2 und 4 Elektronen mit -1/2 also insgesamt 8. Unsere Rechnung geht also auf. Super! ;)
Um nun auf deine Ursprüngliche Frage zurückzukehren
Das Energieniveau hängt vom Drehimpuls und der Hauptquantenzahl ab. Die Magnetquantenzahl sowie der Spin gibt uns ja nur Auskunft über die Ausrichtung und wie rum sich das Elektron dreht mehr nicht.
Deshalb sind für n=2 2 Energieniveaus realisierbar einmal mit l=0 und einmal mit l=1 und deshalb hast du insgesamt 3 Energieniveaus :)
Es gibt mehr als zwei Schalen. Beim Neon sind im Grundzustand halt nur 2 Schalen mit Elektronen besetzt.