Guten Abend liebe Forum-Chemiker

Ich habe da eine Frage bzgl. der Elektronenverteilung, doch bevor ich euch die Frage stelle, muss ich euch mitteilen, dass ich mein Abi letztes Jahr mit Chemie-LK gemacht habe, und ich mich seitdem (leider) nicht mehr sehr intensiv mit Chemie beschäftigt habe. Ich weiß noch einiges, was wir da im LK behandelt haben, allerdings fehlen mir viele Details, die ich zu Abi-Zeiten noch im Kopf hatte.

Nunja, kommen wir zurück zum Thema
Vor kurzem habe ich mir mal Gedanken zu dem Bohr'schen Atommodell gemacht und mir nochmal einige Elektronenkonfigurationen durch den Kopf gehen lassen.

Wir wissen, dass Atome den Zustand der vollbesetzen Außenschale, die Edelgaskonfiguration, anstreben. Den Unterschied der Vorgehensweise von Metallen und Nichtmetallen kennen wir ja, das brauchen wir jetzt nicht näher erläutern. In der Schule sind wir bisher immer gut mit der Oktettregel klar gekommen, doch habe ich vor kurzem gemerkt, dass man damit nicht immer eine Erklärung findet. Bei den Elementen der dritten Periode fängt es schon an ...

Ich nehme als Beispiel das Edelgas Argon, das die Ordnungszahl 18 hat. Die Elektronenkonfiguration lautet:

Ar18: 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6

Hier sieht man, dass die äußerste Schale 8 Außenelektronen enthält, allerdings ist sie keinesfalls vollbesetzt. Damit sie vollbesetzt wäre, müsste das 3d-Niveau gefüllt werden, doch vor dem 3d kommt das 4s. Das bedeutet doch eigentlich, dass die äußerste Schale der Elemente ab der dritten Periode nicht mehr vollbesetzt werden können. Es gilt ja eigentlich nur noch darum, dass p-Niveau der letzten Schale mit 6 Elektronen zu füllen, sehe ich das richtig? Denn bei der Elektronenkonfig. von Krypton kommt das p-Niveau auch wieder an letzter Stelle:

Kr36: [Ar18] 4s² 3d10 4p6

Da wir im LK nie richtig das Orbitalmodell von Atomen besprochen haben, kann ich mir das alles nicht erklären. Dennoch bin ich neugierig über das Reaktionsverhalten von Stoffen, das mit der bisher bekannten Oktettregel nicht mehr exakt zu erklären ist. Deswegen bitte ich euch um eure Hilfe, vielleicht könnt ihr mich nun weiterbringen

Ein großes Dankeschön an alle, ich wünsche jedem hier auch ein frohes und besinnliches Wihnachtsfest

Gruß

Hmmm... Hae? Was willst du nun genau wissen?
Das mit den Schalen ist halt ein vereinfachtes Modell und taugt irgendwann nicht mehr so viel fuer die schwereren Elemente, d.h., dass sich Argon sehr wohl fuehlt mit seinen 8 Valenzelektronen, obwohl deiner Meinung nach die Schale nicht voll ist. Das liegt daran, dass die Hauptgruppenelemente ab der 2. Periode (H und He sind die Dublett-Regel-Ausnahmen) immer maximal 8 Valenzelektronen haben (2 s und 6 p Elektronen). Entsprechend sind die Edelgase mit 8 Valenzelektronen weiterhin inert (stabil) und zufrieden...

Andererseits hast du natuerlich recht, dass ab der 3. Periode die Oktettregel nicht mehr so streng ist (gibt ja hypervalente Verbindungen, wie man sie so nennt, z.B. PF5 oder SF6). Weshalb es die gibt... darueber laesst sich streiten. Ein wichtiger Punkt ist bestimmt, dass die Elemente schlicht und einfach groesser sind und es deshalb auch fuer mehr Atome Platz hat in der 1. Koordinationssphaere. - Wie wichtig die 3d-Orbitale (in der 3. Periode) sind, ist die grosse Stretifrage, sozusagen...


Weiss nicht, ob dir das weitergeholfen hat... - Sonst frage einfach wieder nach!


Gruesse
alpha

Hi alpha



Was ich eigentlich genau wissen will, ist:
Ich weiß, dass das Bohr'sche Atommodell nicht für alle Elemente eine Erklärung bietet, und das reicht mir einfach nicht. Ich suche eine Erklärung auch für die großen Atome.
Ich weiß, dass es das Orbitalmodell gibt, zu dem bisher kein Widerspruch gefunden wurde, allerdings ist dieses sehr kompliziert und nur durch große mathematische Verfahren zu verstehen, also nix für Laien. Dennoch möchte ich mich damit auseinandersetzen, und ich dachte mir, ihr könntet mir dabei helfen



Nicht nur meiner Meinung nach, sondern es ist eigentlich so. Die Behauptung, dass Atome eine vollbesetzte Außenschale anstreben ist falsch, denn es geht eigentlich nur um ein vollbesetztes s- und p-Niveau.



Darüber lässt sich streiten? Kann ich also daraus schließen, dass selbst die Chemiker keine eindeutige Antwort darauf kennen? Würde ich mir diese Frage im Chemiestudium (was ich dieses Jahr übrigens beginnen möchte ) nicht beantworten können?

Man (bzw. speziell die Chemiker) muss doch auch wissen, wie die Reaktionen bei den großen Atomen aussehen, die können doch nicht "einfach so vernachlässigt werden" ...

Vielen Dank für deine Antwort
Gruß

Vielleicht hilft dir diese Erklaerung etwas weiter: Die 3. und 4. Schale kann nicht vollstaendig (d.h. mit mehr als 8 Elektronen) besetzt werde ohne dass auch hoehere Schalen "angefuellt" werden.


Ja, es gibt in der Tat keine ganz eindeutige Antwort darauf, unter anderem weil du zwar eine Rechnung machen kannst ohne d-Orbitale und schauen, was dann geschieht, aber du kannst keine sinnvolle Rechnung machen mit einer kleineren Groesse des Zentralatoms, also wirst du nie die beiden Dinge voellig voneinander trennen koennen... Um das Dilemma einfach zu charakterisieren: Die Strukturen sehen aus, als waeren d-Orbitale beiteiligt, aber die d-Orbitale liegen energetisch eigentlich so viel hoeher, dass sie nicht beteiligt sein sollten... - Irgendwie so


Oh ja, natuerlich muss man wissen, wie groessere Atome reagieren und das wird auch nicht vernachlaessigt. Nur ist es die naechste Stufe, mit Sicherheit zu wissen WESHALB die grossen Atome so reagieren wie sie es tun. Und diese naechste Stufe ist wesentlich weniger wichtig fuer die Alltagschemie und ist, wie oben angedeutet, schwer bis unmoeglich zu beantworten.


Gruesse
alpha

Okay, in dem Punkt sind wir uns einig, den das habe ich ganz am Anfang im ersten Post auch gesagt:

"[...] die äußerste Schale 8 Außenelektronen enthält, allerdings ist sie keinesfalls vollbesetzt. Damit sie vollbesetzt wäre, müsste das 3d-Niveau gefüllt werden, doch vor dem 3d kommt das 4s."



Alles klar, wenn selbst die Chemiker (noch) keine eindeutige Antwort darauf kennen, brauche ich hier nicht lange nachfragen, denn das geht wohl eher in Richtung höhere Physik. Ich fang jetzt erstmal an zu studieren, und danach kann man sehen, was man noch so rausfinden kann

Ich danke dir für deine Mühen, alpha, du hast mir wirklich weitergeholfen.

Gruß