Allgemeine Chemie
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Alt 13.09.2010, 00:04   #16   Druckbare Version zeigen
DaTei Männlich
Mitglied
Beiträge: 995
AW: Wofür braucht man das Orbitalmodell? (weiterlesen)

Zitat:
Zitat von Firlefanz07 Beitrag anzeigen
Nein. Die Wellengleichungen beschreiben die Realität exakt. Die Orbitale sind eine Vereinfachung und stimmen NICHT mit den quantenmechanischen Wellengleichungen überein. Die Orbitale beschreiben ungefähre Aufenthaltswahrscheinlichkeiten von Elektronen. Die Wellengleichungen beschreiben hingegen die Wellenfunktion der Elektronen. Mit den Wellengleichungen kann man z.B. den Tunneleffekt erklären, was mit Orbitalen nicht möglich wäre. Als Orbitale beschrieben würden Elektronen nicht tunneln.
Das ist falsch. Orbitale sind zunächst Einelektronenwellenfunktionen und keine Aufenthaltswahrscheinlichkeiten. Wie ich in meinem ersten Beitrag geschrieben habe resultiert die Wahrscheinlichkeitsdichte erst aus der Bornschen Intepretation.
Zitat:
Zitat von Firlefanz07 Beitrag anzeigen
Sie sind nicht berechnet. Einfach was Falsches zu behaupten bringt nichts. Zeige mir doch mal die Wellenfunktion des s-Orbitals von Kohlenstoff. Viel Spaß dabei! Der Physik-/Chemienobelpreis wäre Dir sicher.
Berechnen kann man diese, indem man die Schrödingergleichung löst. Unglücklicherweise ist dies nur für Einelektronensysteme analytisch geschlossen möglich. Alle anderen Berechnungen zu Mehrelektronensystemen werden mit atomarer Wellenfunktionen durchgeführt, die in ihrer Form den H-Atomorbitalen gleichen.

Ich arbeite in der theoretischen Chemie und mache dort ständig Gebrauch von Orbitalen in sogenannten Basissätzen, die als Grundlage für die Berechnung von Orbitalenrgien dienen. Für jedes Molekül kann ich mir zu den entsprechenden Energien Molekülorbitale anzeigen lassen und z.B. in einem MO-Schema darstellen. Ich muss dich also allen Ernstes fragen, was diese Diskussion hier soll.
Das Orbitalmodell ist und bleibt ein quantenmechanisches Modell und ist unabdingbar für das Verständis von Eigenschaften und chemische Reaktionen. Das Bohrsche Atommodell reicht bei weitem nicht mehr aus um chemische Sachverhalte erklären zu können.

Ob die Quantenmechanik die Wirklichkeit exakt beschreibt kann übrigens keiner sagen. Letztendlich beruht sie auf Axiomen, auf deren Basis Konzepte entwickelt wurden, die die Realität gut beschreiben.
__________________
Der Beginn aller Wissenschaften ist das Staunen, dass die Dinge so sind, wie sie sind. Aristoteles

Geändert von DaTei (13.09.2010 um 00:11 Uhr)
DaTei ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.09.2010, 00:19   #17   Druckbare Version zeigen
LordVader Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.480
AW: Wofür braucht man das Orbitalmodell? (weiterlesen)

Zitat:
Das Orbitalmodell ist auch nur ein Modell und gibt die Wirklichkeit NICHT wieder.
Mal besser als die Kreisbahn im Bohrschen Modell, oder?
Zitat:
Übrigens sind die Bohrschen Bahnabstände mit den Orbitalmaxima beim Orbitalmodell identisch. Sprich Bohr hat die Orbitalmaxima errechnet ohne von diesen zu wissen, soviel zu "Das Schalenmodell bildet die Wirklichkeit in keinster Weise ab.".
Hurra! Das ist, wie wenn du einmal ne Kiste wiegst, das andere Mal Quader, Tetraeder, etc. einzeln wiegst, in die Kiste legst, und hinterher behauptest, das gleiche Gewicht würde in beiden Fällen dieselbe Aussagekraft bezüglich des Inhalts haben...
Zitat:
Eben.
Was eben? Zeig sie mir mal im Kreisbahn- und einmal im Orbitalmodell. Siehst du in der Kreisbahn etwa ne Feinstruktur?
Zitat:
Nun mal nicht Unverschämt werden.
Dann beleg doch deine These, anstatt inhaltslose Phrasen zu dreschen.
Zitat:
Die Form kann man dann bspw. in der Komplexchemie verwenden, z.B. um zu Raten, welche Stoffe sich als Komplexbildner mit wie vielen Liganden verbinden könnten.
Aha. Raten... Erstaunlich, wie gut manche Leute rein zufällig raten. Und nein, die Form erklärt nicht alles.
Mal abgesehen davon: du misst Größe und Gewicht eines Atoms (könnte man als physikalische Messung auffassen), und damit kannst du dann die zahlreichen und teils völlig unterschiedlichen Reaktionen erklären, weil auf der Physik basierende weiterführende Stoffeigenschaften ja bedeutungslos sind ?
Zitat:
irgendeine chemische Formel hinzuschreiben in welcher Schreibweise auch immer, bei der die Orbitale erkenntlich sind. Viel Spaß ...
Ich müßte hier wieder unverschämt werden...
Zitat:
Die Bildung von Hybridorbitalen ist ja genau der Grund, WARUM Orbitale keine Rolle dabei spielen. Würden sich keine Hybridorbitale bilden würden die Orbitale eine Rolle spielen. So aber kann ich sie einfach als Schalenelektronen behandeln.
Ich verweise mal wieder auf das Ethen. Da hast du beides.
Zitat:
Ein Punkt ein Spin, ein Strich zwei Elektronen mit gegensätzlichen Spin. Die Valenzschreibweise verletzt nicht das Pauliprinzip.
Haha! Ein Strich steht für zwei Elektronen ohne jegliche Spininformation. Sehr viel später wird das Pauliprinzip gelehrt, wonach du weißt, dass es im "Strich" zwei Elektronen gegensätzlichen Spins gibt. Insofern verletzt die Valenzschreibweise nicht das Pauliprinzip, hat aber auch keinen Bezug dazu. Ein Strich ist die Abkürzung für ein Elektronenpaar, mehr nicht. Warum es zwei sind, braucht man dazu nicht zu wissen.
Zitat:
Du meinst von Hybridorbitalen, aber bitte ich lasse mich gerne aufklären, also welche Rolle spielen sie dabei? Wohlgemerkt die Geometrie der Hybridorbitale nicht die Geometrie des Moleküls.
Was? Die Geometrie der Hybridorbitale ist die Molekülgeometrie, oder worauf willst du hinaus?
Zitat:
Quantenmechanik und damit Molekülorbitale sind wichtig
Habe keine Lust hochzuscrollen, aber kamen in der QM nicht auch Atomorbitale vor?
Zweites
Zitat:
Eben.
bezüglich Ethen:
Was eben? Siehst du das pz-Orbital denn nicht?
Zitat:
Zeige mir doch mal die Wellenfunktion des s-Orbitals von Kohlenstoff.
Du hast vermutlich recht (ich kenne den aktuellen Stand nicht), aber die dürfte noch nicht genau berechnet sein. Allerdings frage ich mich, wo die QM hier mehr Information liefert.
Zitat:
Also bitte, wenn das Orbitalmodell ach so wichtig ist dann nur her mit den Anwendungen.
Die wurden beschrieben. Ignorier sie ruhig weiter.
Zitat:
Ihr schaut ob die Schalen voll sind und ob sich durch elektrodynamische Effekte Ladungsverschiebungen ergeben (Unschärfe) und damit Deltaladungen, Dipole, VanderVaals-Kräfte und H-Brücken, wie elektrische Potentiale sind, welche Oxidationsstufen bestehen, wie die Entalpie oder Entropie aussieht, welche pH-Werte da sind, welche Farben, Konsistenz und vor allem Löslichkeit die Stoffe haben
Tja, das ist das, was du von der Schulchemie her kennst. Das ist aber nicht alles... Und komm mir nicht damit, dass du den Rest ja unter "u.s.w.u.s.f" subsummiert hast.
Zitat:
Für all das tut es das Bohrsche Modell genauso.
Auch hier müßte ich wieder unverschämt werden. Zeig mir in einer kreisförmigen Schale mal eine Polarisationsrichtung.
Zitat:
Ich kann die ungefähre Farbe (bzw. ob es eine hat) einer organischen Verbindung an Hand der Valenzstrichformel ablesen.
Wetten, dass nicht. Sicher nicht bei allen.
Zitat:
Und ich bezweifle ernsthaft, daß einer die Wellenlänge des absorbierten Lichts mit Molekülorbitalen berechnen kann.
Aber wissen tust du es nicht (ich auch nicht)...
Zitat:
Und die Berechnung in Atomen/Elementen wurde bereits von der Physik (Quantenmechanik) durchgeführt
Ja und? Das ist auch deren Gebiet. Die Chemie kann die Orbitale trotzdem brauchen...

Nun gut, Physiker, bleib bei deinen Leisten.
__________________
Born stupid? Try again!

"Mit den Füßen im Zement, verschönerst du das Fundament"
LordVader ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.09.2010, 08:23   #18   Druckbare Version zeigen
chemiewolf Männlich
Mitglied
Beiträge: 20.125
AW: Wofür braucht man das Orbitalmodell? (weiterlesen)

Zitat:
Zitat von Firlefanz07 Beitrag anzeigen
Ich vermute mal es bestehen da gewisse Misverständnisse.
das beschreibt den Sachverhalt in sehr milder Form...
chemiewolf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.09.2010, 08:26   #19   Druckbare Version zeigen
Alchymist Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.129
AW: Wofür braucht man das Orbitalmodell? (weiterlesen)

Zitat:
Zitat von chemiewolf Beitrag anzeigen
das beschreibt den Sachverhalt in sehr milder Form...
Und vor allem hat sich der TES angesichts der völlig sinnfreien Diskussion wahrscheinlich längst verabschiedet

Also falls er noch mitliest: das Orbitalmodell ist in vielen Bereichen der Chemie nützlich. Punkt. basta.
__________________
Schöne Worte sind nicht wahr.
Wahre Worte sind nicht schön.
(Laotse)
Alchymist ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.09.2010, 09:16   #20   Druckbare Version zeigen
zweiPhotonen  
Mitglied
Beiträge: 7.407
Blog-Einträge: 122
viele Köche...

Ich greif' mal -wertfrei- diesen Begriff auf:
Zitat:
Zitat von Alchymist Beitrag anzeigen
das Orbitalmodell
den ich in der gesamten Diskussion nicht sauber herausgestellt sehe.

Der TES erwähnt die Kenntnis über s-, p-, d- und f-Orbitale - also (vermutlich) Atomorbitale.

und daraus werden dann
Hybridorbitale
Molekülorbitale
Valenzbindungsmodell
ohne dass -für mich erkennbar- ein Bezug dazwischen hergestellt wird. Ist das hilfreich?

Bohr hat sein Modell 1912 entwickelt*) und 1913 veröffentlicht. Lt. dem zitierten Artikel ging es ihm darum, exp. Beobachtungen an den Elektronenhüllen der Atome math.-phys. zu deuten.
Das Absorptions- und Emissionsspektrum des Wasserstoffatoms läßt sich mit dem Modell gut deuten (innerhalb der damals möglichen exp. Auflösung).
Darüberhinaus hat er auch die bzw. eine "Schalen"struktur der Elektronen aus seiner Theorie abgeleitet, die sich in den Unterrichtsinhalten der Schulen wiederfindet.
Die Schalennummern entsprechen den aus der Quantenmechanik abgeleiteten Hauptquantenzahlen. Als Bindungsmodell ist das Bohrsche Atommodell nur bedingt tauglich.

Die Atomorbitale, die entsprechend ihren Nebenquantenzahlen in s-, p-, d- und f-Oribtale unterteilt werden, ergeben sich aus der Lösung der Schrödingergleichung.
Sie stellen eine Veranschaulichung der Wellenfunktion einzelner Elektronen dar.
Aufgrund der Eigenschaften der Wellenfunktionen sind verschiedene Darstellungen möglich: Diese bilden die Grundlage der Hybridorbitale, der Molekülorbitale der Valenzbindungstheorie indem mehrere davon, an verschiedenen Atomzentren kombiniert werden um so die Bindungsverhältnisse in Molekülen zu beschreiben.
All diese Modell -und weitere wie Hypervalenz, 4-Elektronen-3-Zentrenbindung- sehe ich zusammengefasst unter dem Begriff Orbitaltheorie/ bzw. -modell.

Sie werden herangezogen, um Bindungen, Reaktionen und physikalische Eigenschaften (z.B. Dipolmoment, Farbe) zu deuten/interpretieren/er'klären'.



*) Ich stütze mich hierbei auf die Zusammenfassung aus U. Hoyer: Über die Rolle der Stabilitätsbetrachtungen in der Entwicklung der Bohrschen Atomtheorie, Arch. Hist. Exact. Sci. 10 (1973) 177
__________________
Wenn es einfach wäre, hätte es schon jemand gemacht!

I said I never had much use for it. Never said I didn't know how to use it.(M. Quigley)
You can't rush science, Gibbs! You can yell at it and scream at it, but you can't rush it.(A. Sciuto)

Wer durch diese Antwort nicht zufriedengestellt ist, der möge sich bitte den Text "Über mich" in meinem Profil durchlesen und erst dann meckern.
zweiPhotonen ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.09.2010, 09:48   #21   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.861
AW: Wofür braucht man das Orbitalmodell? (weiterlesen)

Zitat:
Zitat von Firlefanz07 Beitrag anzeigen
Es gibt aber keine/kaum Anwendungen, die über das gröbere Bohrsche Modell (zzgl. Pauliprinzip, Unschärfe) hinausreichen. Zumindest in der Chemie.
Ich denke, dass Du dich da gewaltig irrst. Beispiele sind ja bereits geliefert worden; ich füge noch eins hinzu : der Gebrauch von Frontier Orbitals in der organischen Chemie um Ringschlüsse zu erklären ('conrotatory' vs 'disrotatory') - ohne das Orbitalmodell kann man hier nicht vorhersagen bzw rationalisieren, welches Produkt gebildet wird.
__________________
"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.09.2010, 09:57   #22   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: Wofür braucht man das Orbitalmodell? (weiterlesen)

Zitat:
Zitat von Firlefanz07 Beitrag anzeigen
In der Chemie reicht das Bohrmodell hingegen für die meisten Fragestellungen aus, da die Haupttriebfeder in der Chemie die Komplettierung der Schalen ist und die Orbitale der Schale nur eine untergeordnete Bedeutung haben.
Genau. Und Chemiker haben im Labor seltsam bestickte Mäntel an und spitze Hüte auf dem Kopf. Und versuchen ununterbrochen, Gold zu machen.

Gruß,
Franz
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Lehre ihn das Fischen, und Du ernährst ihn für sein ganzes Leben.

Nichts, was ein Mensch sich auszudenken in der Lage ist, kann so unwahrscheinlich, unlogisch oder hirnrissig sein, als dass es nicht doch ein anderer Mensch für bare Münze halten und diese vermeintliche Wahrheit notfalls mit allen ihm zur Verfügung stehenden Mitteln verteidigen wird.

Stellt bitte Eure Fragen im Forum, nicht per PN oder Email an mich oder andere Moderatoren! Ich gucke nur ziemlich selten in meine PNs rein - kann also ein paar Tage dauern, bis ich ne neue Nachricht entdecke...

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Alt 13.09.2010, 10:33   #23   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.861
AW: Wofür braucht man das Orbitalmodell? (weiterlesen)

Noch ein weiteres Beispiel, wo man das Orbitalmodell braucht und das Schalenmodell nicht weiterhilft :
http://www.chemieonline.de/forum/showthread.php?t=164953
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ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
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