Allgemeine Chemie
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Alt 10.08.2008, 16:49   #1   Druckbare Version zeigen
Radiumgirl weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 112
Orbitale

Hallo,

ich bin neu hier und habe eine Frage die, die Orbitale betreffen. Woher weiß man welche Gestalt ein Orbital hat, ob es sich um ein p- oder d-Orbital handelt ? Kommen auf jede Unterschale genau zwei Elektronen hinein oder gibt es auch Ausnahmen ?
Ich wäre euch wirklich dankbar wenn Ihr mir dazu eine gute Antwort geben könntet !
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Alt 10.08.2008, 16:57   #2   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 13.697
AW: Orbitale

Die Orbitale werden durch mathematische Gleichungen von Wellenfunktionen beschrieben, die dann die geometrische Form ergeben. Quantentheorie und Schrödinger Gleichung als Stichworte.

Ja, maximal passen da nur 2 Elektronen rein. Außnahmen sind mir nicht bekannt.


http://de.wikipedia.org/wiki/Orbital
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Vena lausa moris pax drux bis totis
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Alt 10.08.2008, 17:05   #3   Druckbare Version zeigen
HCHO Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.387
AW: Orbitale

Das hängt von den Quantenzahlen ab. Man hat bei einem Orbital (n,l,ml)

n-1 Knotenfächen,
n-l-1 Knotenkugelflächen,
l-|ml| Knotenkegelflächen (Kegelachse ist z-Achse)
|ml| Knotenebenen senkrecht zu x,y.

Es gibt zu einer Nebenquantenzahl 2l+1 verschiedene Orbitale (da m = -l,...,0,...,+l; also s: 1, p: 3, f: 5), in die ingesamt 4l+2 Elektronen passen (in ein Orbital jew. 2).

Grüße HCHO
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Alt 10.08.2008, 19:11   #4   Druckbare Version zeigen
Radiumgirl weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 112
AW: Orbitale

Zitat:
Zitat von Nobby Beitrag anzeigen
Die Orbitale werden durch mathematische Gleichungen von Wellenfunktionen beschrieben, die dann die geometrische Form ergeben. Quantentheorie und Schrödinger Gleichung als Stichworte.

Ja, maximal passen da nur 2 Elektronen rein. Außnahmen sind mir nicht bekannt.


http://de.wikipedia.org/wiki/Orbital
Hallo Nobby,

erstmal danke für Deine Antwort. Leider verstehe ich das auf den Wikipedia-Seiten nicht und ich habe mich sonstwo durchgegoggelt um selbst eine Antwort zu finden. Die Schrödingergleichung ist doch nur bisher für das Element Wasserstoff anwendbar, oder ? Gibt es nicht die Möglichkeit das auch vom PSE abzulesen ?

Liebe Grüße
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Alt 10.08.2008, 19:17   #5   Druckbare Version zeigen
Radiumgirl weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 112
AW: Orbitale

Zitat:
Zitat von HCHO Beitrag anzeigen
Das hängt von den Quantenzahlen ab. Man hat bei einem Orbital (n,l,ml)

n-1 Knotenfächen,
n-l-1 Knotenkugelflächen,
l-|ml| Knotenkegelflächen (Kegelachse ist z-Achse)
|ml| Knotenebenen senkrecht zu x,y.

Es gibt zu einer Nebenquantenzahl 2l+1 verschiedene Orbitale (da m = -l,...,0,...,+l; also s: 1, p: 3, f: 5), in die ingesamt 4l+2 Elektronen passen (in ein Orbital jew. 2).

Grüße HCHO
Hallo HCHO,

auch Dir danke für Deine Antwort. Ich verstehe das aber leider immer noch nicht. Kann ich das berechnen (sag jetzt bitte nicht die Schrödinger-Gleichung !) Wenn ja mit welcher Formel ? Oder kann man das irgendwie aus dem PSE entnehmen ?

Liebe Grüße
Radiumgirl ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.08.2008, 20:30   #6   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Orbitale

Ja was möchtest Du denn noch wissen ? Du fragtest ursprünglich nach der "Gestalt" der Orbitale - wie man sich Orbitale räumlich vorzustellen hat, ist in dem Wikipedia link doch schön gezeigt. Und warum die Orbitale diese Gestalt und nicht eine andere haben, ist auch erklärt worden : die Orbitale sind mathematische Funktionen, die Lösungen der Schrödingergleichung darstellen. Am Periodensystem ablesen kann man z.B. welche Orbitale bei einem gegebenen Atom besetzt sind.

lg
__________________
"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
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Alt 10.08.2008, 20:57   #7   Druckbare Version zeigen
Radiumgirl weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 112
AW: Orbitale

Zitat:
Zitat von ricinus Beitrag anzeigen
Ja was möchtest Du denn noch wissen ? Du fragtest ursprünglich nach der "Gestalt" der Orbitale - wie man sich Orbitale räumlich vorzustellen hat, ist in dem Wikipedia link doch schön gezeigt. Und warum die Orbitale diese Gestalt und nicht eine andere haben, ist auch erklärt worden : die Orbitale sind mathematische Funktionen, die Lösungen der Schrödingergleichung darstellen. Am Periodensystem ablesen kann man z.B. welche Orbitale bei einem gegebenen Atom besetzt sind.

lg
Hallo ricinus,

danke für Deine Antwort.Vielleicht sehe ich den Wald vor lauter Bäumen nicht. Also wenn ich mir z.B. eine L-Schale ansehe befindet sich jeweils ein 2s und ein 2p Elektron ? Wie ist es dann mit der M-Schale, da sind dann drei und in der N-Schale vier Elektronen ? Ich dachte es können nur maximal zwei Elektronen auf einer Unterschale plaziert sein. Kann man es genau bestimmen welches Elektron auf welcher Schale welches ist ? Also welches das 2s oder 2p Elektron auf der L-Schale ist ? Das die Orbitale die Lösungen aus der Schrödingergleichung sind, darauf bin ich gar nicht gekommen. Ich dachte bisher das bezieht sich nur auf Wasserstoff. Das ist ja wirklich hochinteressant

Liebe Grüße
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Alt 10.08.2008, 21:04   #8   Druckbare Version zeigen
Radiumgirl weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 112
AW: Orbitale

Zitat:
Zitat von ricinus Beitrag anzeigen
Ja was möchtest Du denn noch wissen ? Du fragtest ursprünglich nach der "Gestalt" der Orbitale - wie man sich Orbitale räumlich vorzustellen hat, ist in dem Wikipedia link doch schön gezeigt. Und warum die Orbitale diese Gestalt und nicht eine andere haben, ist auch erklärt worden : die Orbitale sind mathematische Funktionen, die Lösungen der Schrödingergleichung darstellen. Am Periodensystem ablesen kann man z.B. welche Orbitale bei einem gegebenen Atom besetzt sind.

lg
Hallo ricinus,

danke für Deine Antwort.Vielleicht sehe ich den Wald vor lauter Bäumen nicht. Also wenn ich mir z.B. eine L-Schale ansehe befindet sich jeweils ein 2s und ein 2p Elektron ? Wie ist es dann mit der M-Schale, da sind dann drei und in der N-Schale vier Elektronen ? Ich dachte es können nur maximal zwei Elektronen auf einer Unterschale plaziert sein. Kann man es genau bestimmen welches Elektron auf welcher Schale welches ist ? Also welches das 2s oder 2p Elektron auf der L-Schale ist ? Das die Orbitale die Lösungen aus der Schrödingergleichung sind, darauf bin ich gar nicht gekommen. Ich dachte bisher das bezieht sich nur auf Wasserstoff. Das ist ja wirklich hochinteressant

Liebe Grüße
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Alt 10.08.2008, 21:49   #9   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Orbitale

Hier liegt eine etwas unglückliche, da Verwirrung stiftende Vermengung zweier Modelle vor : von K,L,M usw -Schalen spricht man im Bohr Modell des Atoms. Zu jeder dieser Schalen gehört eine Hauptquantenzahl n, (n=1 für die K Schale, n=2 für die L Schale usw). Die Zahl der Elektronen, die maximal auf eine Schale passen ist einfach gegeben durch 2n2, demnach passen z.B. auf die L Schale (n=2) genau 8 Elektronen.
Im Orbitalmodell gibt es diese "Schalen" nicht, aber das Konzept der Hauptquantenzahl hat man beibehalten. Für jede Hauptquantenzahl n gibt es nun eine Reihe von Orbitalen, die gekennzeichnet sind durch die Zahl l, und l nimmt ganzzahlige Werte zwischen 0 und n-1 an. Das bedeutet, dass wenn n=1 ist, es nur eine Möglichkeit für l gibt, nämlich l=0. Wenn l=0 ist, nennt man das betreffende Orbital ein "s" Orbital. Ist n=2, dann kann l=0 oder l=1 sein. Es gibt also auch hier ein "s" Orbital (l=0) und zusätzlich ein sog. "p" Orbital (l=1). Dabei gilt interessanterweise, dass die Zahl der Elektronen, die die gleiche Hauptquantenzahl besitzen dürfen, wiederum durch 2n2 gegeben ist. Man kann also gewissermassen sagen, dass im Orbitalmodell jede Bohrsche "Schale" durch alle möglichen Orbitale mit gleichem n ersetzt worden ist.
So klarer ?

lg
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ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.08.2008, 22:03   #10   Druckbare Version zeigen
Radiumgirl weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 112
AW: Orbitale

Hallo ricinus,

vielen, vielen Dank mit dieser Erklärung habe ich es nun endlich verstanden
Ich hoffe das ich Dich nicht zu sehr verwirrt habe. Das war für mich auch erstmal unklar. Aber jetzt verstehe ich es.
Radiumgirl ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.08.2008, 22:10   #11   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
AW: Orbitale

Noch etwas zur Klarstellung.

Das sind alles mathematische Modelle, die die Wirklichkeit (oder das, was man dafür hält) beschreiben sollen.

Man beobachtet ein Phämomen und versucht das Gesehene zu beschreiben. Die Modelle werden immer verfeinert (und kompizierter); ob sie stimmen, mag die Nachwelt entscheiden.
bm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.08.2008, 09:46   #12   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Orbitale

Zitat:
Zitat von bm Beitrag anzeigen
ob sie stimmen...
...wird auch die Nachwelt nie mit letzter Sicherheit entscheiden können. Wissenschaftliche Theorien bleiben Hypothesen, die mehr oder weniger gut durch Erfahrung belegt sind, mehr nicht.
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