Wie kann ich die Anzahl Valenzelektronen ohne das Periodensystem berechnen?

ZB. Blei hat 82 Elektronen und sollte eigentlich 4 Valenzelektronen haben, aber wenn ich es mit der Anzahl Elektronen und Schalen berechnen komme ich nicht auf die richtig e Lösung…

Answer 1

[DedeM]

Moin,

tja, das hat etwas mit dem Feinbau der Elektronenhülle zu tun. Wenn du die Formel

(maximimale) Elektronenanzahl = 2 n^2

für die Berechnung der Elektronenanzahl in den Schalen gemeint hast, dann ist das die Formel, die dir angibt, wie viele Elektronen in die jeweilige Schale MAXIMAL hineinpassen. Damit kannst du aber nicht berechnen, wie viele Elektronen aber tatsächlich in einer Schale enthalten sind.

Das kommt daher, dass es Unterräume in den Schalen gibt, die zwar formal zu einer bestimmten Schale gehören, die aber energetisch zum Teil ungünstiger liegen als bestimmte Unterräume in höheren Schalen. Nach dem Energieprinzip zur Besetzung von Energieniveaus werden folglich erst die energetisch günstigen Räume mit Elektronen besetzt, auch wenn sie formal zu höheren Schalen gehören. Zur Besetzung nach dem Energieprinzip schau mal das hier:

In die s-Orbitale passen dabei immer maximal 2 Elektronen, in die p-Orbitale maximal 6 Elektronen, in die d-Orbitale maximal 10 Elektronen und in die f-Orbitale maximal 14 Elektronen...

Wenn du jetzt also die 82 Elektronen von Atomen des Elements Blei (im Grundzustand) verteilen willst, hast du

1s-Orbital: 2 Elektronen
2s-Orbital: 2 Elektronen
2p-Orbitale: 6 Elektronen
3s-Orbital: 2 Elektronen
3p-Orbitale: 6 Elektronen
4s-Orbital: 2 Elektronen
3d-Orbitale: 10 Elektronen
4p-Orbitale: 6 Elektronen
5s-Orbital: 2 Elektronen
4d-Orbitale: 10 Elektronen
5p-Orbitale: 6 Elektronen
6s-Orbital: 2 Elektronen
4f-Orbitale: 14 Elektronen
5d-Orbitale: 10 Elektronen
6p-Orbitale: 2 Elektronen

Wenn du das jetzt für die einzelnen Schalen zusammenfasst, ergibt sich diese Verteilung:

1. Schale (K-Schale): 2 Elektronen
2. Schale (L-Schale): 8 Elektronen
3. Schale (M-Schale): 18 Elektronen
4. Schale (N-Schale): 32 Elektronen
5. Schale (O-Schale): 18 Elektronen
6. Schale (P-Schale): 4 Elektronen

und siehe da, im sechsten Hauptenergieniveau (in der 6. Schale) hast du deine 4 Valenzelektronen, von denen 2 Elektronen im 6s-Orbital und 2 Elektronen in den 6p-Orbitalen zu finden sind...

Ich hoffe, das war einigermaßen verständlich...?!

LG von der Waterkant