Wieso ist Kupfer nur diamagnetisch?
Kupfer hat 11 Valenzelektronen und die Konfiguration [Ar]3d^10 4s^1. Mit einem ungepaartem Elektron müsste ein Kupferatom doch ein magnetisches Moment haben oder? Wieso ist Kupfer also ein Dia und kein Paramagnet?
2 Antworten
Mit den einzelnen, also ungepaarten Elektronenspins ist das nicht so einfach, wenn es um Elemente höherer Perioden geht. Klick Dich mal hier durch: Periodensystem der Elemente mit Werten Du wirst für Nicht-Para- oder Ferromagnetische Metalle immer wieder eine Konstellation entdecken. (Fand ich sehr lehrreich mit dem Durchklicken können …)
Im Besonderen ist für Kupfer zu sehen, das 10 äußere Valenzelektronen das einzelne 4s¹-Elektron "abschirmen":
Anm. 1: Die Energieniveaus sind gut und richtig dargestellt. Bitte nicht zu sehr am Schalenmodell festhalten, dass war nur die 0. Näherung der Elektronenhüllenaufbaus. Die Orbitale haben "irre" Formen, die alles andere als kugelförmig sind (außer den 1s-Orbitalen). Elektronen halten sich nicht auf Kugeloberflächen auf, sondern im gesamten Bereich der Hüllen (Aufenthaltsmaximum bei 1s-Elektronen: Atomkern!).
Anm. 2: "abschirmen" wäre daher vlt. besser durch "dominieren zu ersetzen, gehört aber wiederum ins Schalenmodell.
Oh, jetzt wird es speziell! Genau weiß ich das jetzt nicht. Aber die ganze 7. Hpt.gr. (17. Gruppe) ist nicht para- oder ferromagnetisch. Vermutung: Das einzelne e- kommt durch die gepaarten e- nur schwach zum Tragen. (Ich überlege, wie fest diese Elektronenpaare eigentlich gebunden sind, da es sich ja um Quantenobjekte handelt. Wenn das nur statistisch zu betrachten wäre, dann wäre sozusagen immer wieder ein andere e- ungepaart und es könnte einfach nicht zur Ausprägung eines klaren Dipolmomentes kommen. Aber Vorsicht! Ungeprüfte Vermutung!)
Du hast das glaube ich falsch gelesen. Ich hatte nach Astat gefragt, welches in der 5ten Hauptgruppe ist und in allen 3 p-Orbitalen jeweils ein Elektron besitzt.
Sorry, komme nicht hinterher: Astat / At steht in der Fluor-Gruppe, 7. Hpt.gr.
Stimmt ich bin ein Idiot. Ich meine Arsen und nicht Astat.
Hm. Jetzt bin ich überfragt. vlt. weil Arsen (schwarz) amorph ist und somit keine Weiß'schen Bezirke ausprägen kann???
Aber die kommen doch in Paramagneten ohnehin nicht vor oder?
Jein. Arsen ist metallisch, bildet also Gitter aus. Warum das nicht ausreicht, dass die Dipolmomente, die doch da sein müssten (?), sich nicht makroskopisch ausprägen, das wäre der Ansatz mit amorphen Gefügen.
Verstehe glaub ich nicht ganz was du meinst. Arsen ist ja diamagnetisch in jeder Modifikation in der es vorkommt, egal ob kristallin oder amorph. Der Unterschied zwischen Para und Ferromagnetismus ist doch nur, ob sich Weiß'sche Bezirke ausbilden oder nicht. Aber mit der Elektronenkonfiguration die es besitzt müsste es eigentlich in jeder Modifikation mindestens Paramagnetisch sein.
Soweit ich weiß ist doch jeder Stoff diamagnetisch.
Außerdem: Die Konfiguration ist falsch beschrifftet. Vor 3d^10 muss noch in Eckigen Klammern das Elementsymbol für Argon stehen oder du schreibst alle einzelnen Schalen voll aus.
Ja stimmt natürlich mit der Konfiguration. Wollte es nicht genauer machen als nötig, da die volle Schale ja hierbei nicht von Relevanz sein sollte. Ja Diamagnetisch ist jeder Stoff aber die Frage ist warum Kupfer nicht auch paramagnetisch ist.
Ich tippe mal darauf, dass es dran liegt, weil s Orbitale Kugelförmig sind, und Kupfer so zwar ein freies Elektron hat aber dadurch immer noch kein magnetisches Moment.
Das magnetische Moment kommt aber doch durch den Eigendrehimpuls des Elektrons zustande. Form des Orbitals müsste darauf keinen Einfluss haben.
Ok das ergibt Sinn. Aber wieso ist Astat nur diamagnetisch?