Wie viele Elektronen passen auf eine Schale?
Nehmen wir mal die M-Schale. Da Passen nach der Formel ja 18e- drauf. Wieso aber haben manche Elemente In der dritten Schale Platz für maximal 8e- wie zum Beispiel Kalium?
3 Antworten
https://www.gutefrage.net/frage/schalenbesetzung-bei-kalium-ist-mir-unklar
Antwort von Oschderhas:
Das Ganze hängt mit Unterschalen und Energieniveaus zusammen:
Die Elektronen auf der 3. Schale werden erst dann komplett auf 18 aufgefüllt, wenn sie selbst (bis Argon) mit 8 Elektronen befüllt wurde und zusätzlich 2 Elektronen auf der 4. Schale platziert wurden. Das liegt daran, dass die Elektronen 9-18 auf der 3. Schale eine höhere Energie besitzen als die Elektronen 1 und 2 (also die Gesamtatomelektronen 18 und 19 von Kalium und Calcium) auf der 4. Schale. Ist ein wenig kompliziert, jedenfalls versucht das Atom, den geringstmöglichen Energiezustand einzunehmen, deshalb werden die 2 energieärmere Elektronen auf der 4. Schale zuerst platziert, bevor die 3. aufgefüllt wird. Die restliche Auffüllung der 3. Schale erfolgt dann mit den Nebengruppenelementen Titan bis Kupfer.
Also:
Auffüllen der Elekronen auf der 3. Schale bis Argon. (dann sind 8 Elektronen auf der 3. Schale)
Dann Auffüllen von 2 Elektronen (für Kalium und Calcium) auf die 4. Schale.
Dann die Auffüllung der noch fehlenden 10 Elektronen auf der 3. Schale mit den Nebengruppenelementen Titan bis Kupfer (10 Elemente). Lass dich nicht verwirren, nur weil die Nebengruppen scheinbar erst in der 4. Periode auftauchen, füllen sie trotzdem die 3. Schale auf. Stichwort: Orbitalmodell, 3d-Unterschale-wenn du noch genauer recherchieren willst.
So zieht sich das nun bis zur 6. Periode weiter, wo dann noch die Lanthanoide und Actinoide hinzukommen und das Ganze noch komplizierter wird!
Die Oktettregel, die ihr in der Schule lernt, ist also nur ein wenig vereinfacht. Ich denke auch nicht, dass jeder das mit den Energieniveaus auf Anhieb verstehen würde. Ich hoffe du verstehst es jetzt. ;)
Hilft dir das weiter?
https://www.gutefrage.net/frage/kalium--schalenmodell
Antwort von Peter Johann:
...weil die Realität nun mal komplexer ist als ein paar vereinfachende Regeln, die ohnehin nur unter bestimmten, start eingrenzenden, Bedingungen genau gelten.
Hier ist es so, dass die 4s Orbitale energetisch günstiger sind als die 3p-Orbitale und deshalb zuerst besetzt werden. Ein Quantemechaniker könnte Dir das bestimmt mathematisch darlegen und begründen, als Chemiker bleibt nur die Energieverteilung vage im Hinterkopf zu halten ODER einfach nachzulesen.
Hier ist ein PSE, dass auch die Elektronenverteilung angibt und die Schalen nach Energieniveau anordnet. Einfach auf das Elementsymbol klicken und links die Konfiguration anschauen:
http://www.seilnacht.com/Lexikon/psval.htm
Antwort von Kathikeinstein
Die Elektronen werden entsprechend ihrer Energie ihrer Positionen in die Elektronenhülle, d.h. von der niedrigsten Energie zu höchsten Energie einsortiert. Grundsätzlich gilt: Je kernnäher eine Schale ist, desto niedriger ist ihre Energie. Deswegen fängt man ja mit der K-Schale an.
Jetzt können die Schalen noch weiter unterteilt werden, in "Orbitale", in welchen jeweils zwei Elektronen Platz finden (wenn die Schalen Etagen eines Hauses sind, sind die Orbitale Zweizimmer-Wohnungen für je zwei Bewohner).
Tatsächlich hat die M-Schale 9 solcher Orbitale mit Platz für 18 Elektronen. Allerdings ist die Energie der 5 letzten Orbitale der M-Schale höher als die Energie des ersten Orbitals der N-Schale, weshalb dieses Orbital (es wird auch "4s"-Orbital genannt - die N-Schale ist die vierte Schale, und "s" wurde für das erste Orbital festgelegt) vor den letzten 5 der M-Schale mit Elektronen aufgefüllt wird. Erst ab dem Element Scandium sind dann die verbleibenden Orbitale der M-Schale energetisch "an der Reihe".
In die K-Schale passen 2
In die L-Schale passen 8
Machen also zusammen schon mal 10
Und dazu kommen noch die nächsten 8 aus der M-Schale. Insgesamt 18.
Meines Wissens nach passen in jede Schale nur 8e (außer der K-Schale natürlich). Deshalb gibt es im Kugelwolkenmodell auch immer vier Kugelwolken mit jeweils 2e.
Ich glaube du verstehst meine Frage nicht. Auf die dritte Schale passen ja nach der Formel 2n^2 18 Elektronen. Manche Atome wie z.B. Kalium haben aber auf der dritten Schale nur 8 Elektronen und dann geht es weiter mit der vierten Schale obwohl in die dritte ja 18 passen
Das liegt an den Orbitalen, das Schalenmodell von dem du sprichst ist eine Vereinfachung. Ein Orbital beschreibt den theoretischen Aufenthaltsort des darinliegenden Atoms mit einer Wahrscheinlichkeit von 90(?)%.
In der ersten Schale gibt es nur s-Orbitale, da passen 2 Elektronen (ein up und ein down spin) rein, das s-Orbital ist wie eine Schale rund um den Kern herum.
In der zweiten s- und p-Orbitale, wobei die p-Orbitale hantelförmig sind und eines in jede Raumrichtung geht, es passen auch wieder zwei in ein Orbital. 2+3*2=8.
Dann kommen jetzt noch d-Orbitale hinzu, die sind doppelhantelförmig, 5 Stück. 2+3*2+5*2=18
Und zuletzt ab Schale 6 noch 7 diffuse f-Orbitale dazu. -> 32 Elektronen.
Google: Atomorbital
OP arbeitet mit dem Schalenmodell... Ich fand das was ich geschrieben habe schon zu viel...
Bei den f-Orbitalen hatte ich aber wirklich einen Denkfehler drin, bzw der Fehler war, dass ich garnicht gedacht habe sondern nur faul aufs PSE geschaut hab. Dass das was für d gilt auf für f gilt hätte mein Hirn eigentlich hinkriegen sollen...
Naja, danke fürs verbessern.
F-Orbitale gibt es ab der 4. Schale, werden allerdings erst in der 6. Periode gefüllt, die 4f-Orbitale genauer.
Und die Orbitale beschreiben die Aufenthaltswahrscheinlichkeit komplett, nur zur Darstellung wird die 90-%-Grenze benutzt.
Und f-Orbitale sind nicht wirklich diffus, haben nur eine Knotenebene mehr als d-Orbitale.
Bin unsicher, ob du zur Erklärung vereinfachst oder es ungenau verstanden hast. Für den letzten Fall gibt es GF.