Quantenzahlen

[Labtec]

Hallo,
wir behandeln im Unterricht gerade Quantenzahlen, allerdings versteh ich nicht ganz, wie man mit Hilfe dieser Zahlen Elemente bestimmen kann.
Dass die Hauptquantenzahl die Schalennummer angibt ist mir noch klar, aber woran erkenne ich die anderen 3 QZ?
Wo kann ich diese im PSE ablesen?
schon mal danke im vorraus

[alpha]

Hmm... Deine Frage ist mir noch nicht ganz klar, bzw. sie scheint relativ diffus zu sein: Quantenzahlen beziehen sich klassischerweise auf einzelne Elektronen.
Was das mit Elementen und dem PSE zu tun hat, ist mir ehrlich gesagt nicht ganz klar.

Vielleicht kannst du deine Frage neu formulieren oder jemand anderes versteht sie besser...

Grüsse
alpha

[Julie]

ich glaube was du wissen willst bezieht sich generell auf die aussagen der erweiterung des bohrschen atommodell (also bohr-sommerfeld-atommodell).
darin traf sommerfeld die erweiterung des b.atommodell um folgende vier kernaussagen:

1. bahnen der e- sind kreisfoermig und elliptisch
2. beschreibung der schalen mit Hauptquantenzahl n, beschreibung im sinne: dass darin unterschiedliche bahnenformen (nebenquantenzahl l ) hier gibt es geringe unterschiede im energiegehalt der e-
bsp: k-Schale n=1, l=1; L-Schale n=2, l=2
3. elliptische Bahnen koennen unterschiedliche orientierungen im raum besitzen -> angegeben durch die Magnetquantenzahl m
4. jedes e- besitzt eine eigenrotation, die in gleicher oder entgegengesetzter richtung zur bahnbewegung erfolgen kann. Energiespin -> spinquantenzahl s

hat alles mit den energieniveau und den orbiaten zu tun...somit auch mit dem aufbau der elektronhuelle, sofern ich mich erinnere

[brain]

Ich glaube, unser Fragesteller will einfach nur wissen, wie er die Elektronenkonfiguration eines Elementes herausbekommt, bzw. die Quantenzahlen des "zuletzt eingebauten Elektrons", wie es bei uns so schön hieß. Ist zwar eigentlich irreführend, weil solche Angaben der Entartung von Orbitalen gleicher Haupt- und Nebenquantenzahl widersprechen, wird aber im Schulunterricht durchaus gemacht (leider).

Dazu würde ich wie folgt vorgehen:

Ich schaue, in welchem Block des PSE das Element steht. Das sagt mir, welche Nebenquantenzahl das zuletzt eingebaute Elektron hat:
1./2. Hauptgruppe: s-Block, Nebenquantenzahl 0
Nebengruppen: d-Block, Nebenquantenzahl 2
3. bis 8. Hauptgruppe: p-Block, Nebenquantenzahl 1
Lanthanoide/Actinoide: f-Block, Nebenquantenzahl 3

Die Hauptquantenzahl entspricht bei Elementen des s- und p-Blockes der Periodennummer, bei Elementen des d-Blockes der Periodennummer minus eins, bei Elementen des f-Blocks der Periodennummer minus zwei.

Die restlichen beiden Quantenzahlen bekommst du am besten über die Kästchenschreibweise raus. Wenn dein Element z.B. Selen ist (p-Block), malst du drei Kästchen (weil das zuletzt besetzte ein p-Orbital ist; für d-Orbital müsstest du 5 Kästchen malen) und füllst die mit Pfeilen:
Mit Gallium, Germanium und Arsen (die 3 Elemente, die in der Periode und dem Block vor Selen stehen), wärst du bei einem Pfeil nach oben je Kästchen (Stichwort Hund'sche Regel). Für Selen kommt ein Pfeil nach unten ins linke Kästchen - das ist das zuletzt eingebaute Elektron. Weil es das linke Kästchen ist, ist die Magnetquantenzahl -1 (das mittlere Kästchen hat immer 0, nach rechts sind positive, links negative Zahlen). Und weil der Pfeil nach unten zeigt, ist die Spinquantenzahl -1/2 (nach oben wäre es +1/2).

Alternativ kannst du auch die komplette Elektronenkonfig als Kästchenschreibweise malen, aber das dauert. Dann kannst du die Quantenzahlen des letzten Elektrons direkt ablesen.

Wie gesagt, irreführend und meiner Meinung nach unnötig, aber so wurde es von uns verlangt.

[alpha]

Ich glaube, unser Fragesteller will einfach nur wissen, wie er die Elektronenkonfiguration eines Elementes herausbekommt, bzw. die Quantenzahlen des "zuletzt eingebauten Elektrons", wie es bei uns so schön hieß. Ist zwar eigentlich irreführend, weil solche Angaben der Entartung von Orbitalen gleicher Haupt- und Nebenquantenzahl widersprechen, wird aber im Schulunterricht durchaus gemacht (leider).
[...]
Die restlichen beiden Quantenzahlen bekommst du am besten über die Kästchenschreibweise raus. Wenn dein Element z.B. Selen ist (p-Block), malst du drei Kästchen (weil das zuletzt besetzte ein p-Orbital ist; für d-Orbital müsstest du 5 Kästchen malen) und füllst die mit Pfeilen:
Mit Gallium, Germanium und Arsen (die 3 Elemente, die in der Periode und dem Block vor Selen stehen), wärst du bei einem Pfeil nach oben je Kästchen (Stichwort Hund'sche Regel). Für Selen kommt ein Pfeil nach unten ins linke Kästchen - das ist das zuletzt eingebaute Elektron. Weil es das linke Kästchen ist, ist die Magnetquantenzahl -1 (das mittlere Kästchen hat immer 0, nach rechts sind positive, links negative Zahlen). Und weil der Pfeil nach unten zeigt, ist die Spinquantenzahl -1/2 (nach oben wäre es +1/2).

Aber das ist ja kompletter Schwachsinn?! - Zu bestimmen ob die Magentquantenzahl +1, 0 oder -1 ist und ebenso mit der Spinquantenzahl macht doch überhaupt gerade gar keinen Sinn? - Macht ihr in der Schule tatsächlich solches Zeug?


Grüsse
alpha

[Labtec]

Hallo,
vielen Dank. Das hilft mir wahnsinnig weiter. Damit hab ich das wenigstens kapiert

Ja, so sieht wohl unser Lehrplan aus... wir müssen diese ganzen Zalen bestimmen...

Aber eine Frage da hätt ich da doch noch: Wie sieht das jetzt bei folgenden Elemtenten aus: Lanthan (57), Gadolinium (64), Aktinium (89), Thorium (90),Lawrencium (103), Rutherfordium (104) und Dubnium (105) aus? Befinden die sich wie alle anderen Elemente auch ganz normal in ihren Blöcken? Oder tanzen die aus der Reihe?

Danke

[brain]

Die sind ganz normal in ihren Blöcken. Wichtig ist zu wissen, dass Lanthan und Actinium nicht etwa zum f-Block (Lanthanoiden/Actinoiden) gehören, sondern zum d-Block. Soviel zumindest zur Theorie, wie es für die Schule ausreichend ist.

Praktisch sieht das alles etwas anders aus. Wie alpha und ich bereits oben sagten, kann man die Magnet- und Spinquantenzahl eigentlich nicht bestimmen, da alle Orbitale mit gleicher Haupt- und Nebenquantenzahl energetisch gleichwertig (=entartet) sind. Und falls du ein Tafelwerk mit einer Tabelle der Elektronenkonfigurationen hast, wirst du auch feststellen, dass bei Elementen höherer Ordnungszahl oft die Bemerkung steht "Die Konfiguration ist nicht gesichert" oder so ähnlich. Das liegt daran, dass der energetische Unterschied zwischen den einzelnen Orbitalen mit steigender Hauptquantenzahl immer mehr abnimmt und es so zu Überschneidungen sowie leichteren Elektronenübergängen von einem Orbital ins andere etc. kommt.

[Nico]

auch danke für die erklärungen sind echt hilfreich,
dass einzige was ich nur noch nicht verstehe ist die schreibweiße... das mit dem 1s² und so....

DANKE

[alpha]

Die ist nicht mal soo kompliziert.
Die Zahl vor dem Buchstaben gibt die Hauptschale an, 1 für n=1 (K), 2 für n=2 (L) etc.
Der Buchstabe ist die Abkürzung für die Orbitalart, in dem das Elektron sitzt: s-Orbitale, (l=0), p-Orbitale (l=1) etc.
Die hochgestellte Zahl gibt an, wieviel Elektronen in dem genannten Orbital sitzen, 1 = ein Elektron, 2 = zwei Elektronen, 6 = sechs Elektreonen, etc.

Grüsse
alpha

[DominikDonner]

Wieso können und das nicht auch so die lehrer erklären müssen es immer umständlich machen tz

[alpha]

Wahrscheinlich, weil sie es schon zu lange machen und sich nicht mehr erinnern koennen, wie schwer es ist, wenn man noch nie etwas davon gehoert hat. Und vielleicht langweilen sie sich weniger, wenn sie es so umstaendlich erklaeren, dass sie selbst nachdenken muessen, ob es noch stimmt, was sie sagen

Gruesse
alpha

[biokari]

Hallo! Cool! genau nach solchen erklärungen hab ich auch gesucht!
trotzdem bin ich mir noch bei meiner aufgabenstellung etwas unsicher, vielleicht könnt ihr mir da auch auf die sprünge helfen!?

Fragenstellung lt PR-Katalog:
"Gegeben sind versch. Werte für die Quantenzahlen (Reihenfolge: n,l,m,s) Welche der angegebenen Kombinationen sind für die d-Elektronen des Ga-Atoms im Grundzustand möglich?"
Folgende 4 Antwortmöglichkeiten zur Auswahl:
1, 2, 0, +1/2
4, 3, 3, +1/2
4, 1, 0, -1/2
3, 2, 2, -1/2

Was ist davon richtig?
Ich bin mir unsicher, ob man nun von der Hauptquantenzahl vom Ga (also n=4) od. direkt vom 3d-Orbital (also n=3) ausgehen muss?
Es wär echt super, wenn mir jemand weiterhelfen könnte!
LG, Karin

[alpha]

die d-Orbitale werden ja immer eins versetzt gefuellt, d.h. in der 4. Periode werden die 3d Orbitale, in der 5. Periode die 4d-Orbitale usw. besetzt.

[biokari]

Hi alpha, danke für deine Antwort!
Also daß heißt, es ist von den o.a. Auswahlmöglichkeiten nur die Quantenzahlen-Kombination 3, 2, 2, -1/2 für die d-Elektronen des Gallium richtig!?

[alpha]

ja, genau