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Alt 24.01.2004, 14:19   #1   Druckbare Version zeigen
Thorsten  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 41
Frage Verständnisfrage zu Orbitalen / Grenzflächendiagramme

Hallo.

Ich muss für eine Prüfung Werkstoffkunde üben. Da ergeben sich im
Moment sicher ein paar Fragen, wie diese:

Bis jetzt ging ich davon aus, dass zum Beispiel alle s-Orbitale immer
nur "ein Orbital" haben. Also: 1s ist eine Kugel, 2s auch aber größer.

Jetzt sehe ich im Mortimer auf Seite 79, oben rechts, dass bei 2s
in der Mitte noch ein 1s gezeichnet ist. Bei 3s dann noch zwei
kleine in der Mitte.

Was soll das?

Besteht also ein 2s Orbital aus einer großen Kugel und einer kleinen?
Wie ist es denn bei Helium? Also zwei Elektronen in dem 1s Orbital.
Sind das dann zwei mal die selbe Kugel (von der Größe) die übereinander
liegen?

Die beiden (He) Elektronen unterscheiden sich ja nur durch die letzte
Quantenzahl (Spinquantenzahl): Einmal +1/2 und einmal -1/2. Alle
anderen Quantenzahlen müssen identisch sein. Man könnte ja dabei
auf die Idee kommen, das He schon "zwei s-Orbitale" hat - also zwei
Kugeln.

Irgendwie blicke ich da gerade nicht mehr durch. Zumal wenn ich dann
an zum Beispiel die p-Orbitel denke.

Wobei es bei den p's besser funktioniert:
Es gibt da ja drei Stück (px, py, pz == -1, 0, +1). Wenn ich also auf
2p nur ein Elektron habe, gibt es nur -1 (px) (Spin: -1/2). Das nächste
Elektron geht dann auf 0 und Spin -1/2. Also gibt es dann auch ein
py. Das dritte Elektron "erzeugt" dann pz mit +1 und wieder -1/2.

Beim vierten Elektron auf 2p gibt es dann wieder -1 aber mit +1/2
Dann 0, +1/2 und +1, +1/2 .... also zwei Elektronen pro Orbital.

Aber trotzdem hat doch dann JEDES p-Orbital nur drei "Unterorbitale".
Auch ein 7p hat doch nur diese drei. Folgt ja direkt aus den Quanten-
zahlen...

Wieso hat dann im Mortimer das 2s zwei Kugeln? Auch ein "20s" dürfte
doch nur eine Kugel haben!
Thorsten ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.01.2004, 14:35   #2   Druckbare Version zeigen
buba Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.460
Zitat:
Zitat von Thorsten
Wieso hat dann im Mortimer das 2s zwei Kugeln? Auch ein "20s" dürfte
doch nur eine Kugel haben!
Nein, das ist die Elektronendichteverteilung. Ein Orbital ist ja die "Wahrscheinlichkeitsdichte" eines Elektrons um den Kern. Nahe am Kern gibt es beim 2s-Orbital eine gewisse Aufenthaltswahrscheinlichkeit, dann ist sie Null, dann steigt sie wieder und nimmt schließlich ab, je weiter das Elektron vom Kern entfernt ist.



aus: http://ac16.uni-paderborn.de/lehrveranstaltungen/_aac/vorles/skript/kap_2/kap2_9/schroedinger.html
Da sind mehr Abbildungen dazu.
buba ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.01.2004, 14:40   #3   Druckbare Version zeigen
Thorsten  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 41
Re: Verständnisfrage zu Orbitalen / Grenzflächendiagramme

Okay. Dann gibt es also immer nur eine Kugel / Orbital (bei s). Und diese
Skizze im Mortimer ist also die Aufenthaltswahrscheinlichkeit ... deshalb
haben die auch die anderen "Kugeln" rot gezeichnet.

Danke.
Thorsten ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.01.2004, 14:46   #4   Druckbare Version zeigen
buba Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.460
Zitat:
Zitat von Thorsten
Okay. Dann gibt es also immer nur eine Kugel / Orbital (bei s).
Nein, sagte ich nicht eben das Gegenteil?

Ich kenne die Skizze im Mortimer nicht. Das hab ich aber auf die Schnelle gefunden:



Der schwarze "Ring" bei 2s und 3s heißt, dass die Aufenthaltswahrscheinlichkeit an dieser Stelle 0 ist, vgl. Diagramm in meinem vorherigen Beitrag.
buba ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 24.01.2004, 14:59   #5   Druckbare Version zeigen
Thorsten  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 41
Re: Verständnisfrage zu Orbitalen / Grenzflächendiagramme

Hmm...

Habe gerade diese Seite gefunden:
http://itl.chem.ufl.edu/ao_pict/ao_pict.html

Damit hat sich meine Frage dann geklärt. Danke nochmal :-)
Thorsten ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.01.2004, 16:01   #6   Druckbare Version zeigen
Thorsten  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 41
Re: Verständnisfrage zu Orbitalen / Grenzflächendiagramme

Jetzt ist mir noch ein Widerspruch aufgefallen:

Wenn also eine 3s-Schale 3 Orbitale beinhaltet, dann widerspricht
das der Schrödinger-Gleichung -> Quantenzahlen!

Jede s-Schale kann ja nur 2 Elektronen aufnehmen! Auch ein 6s kann
definitiv nur 2 Elektronen aufnehmen. Geht ja nicht anders, weil es
sich so ergibt aus den Quantenzahlen.

Aber wie soll man das jetzt mit den zum Beispiel 3s sehen? Das ergibt
sich ja aus den Aufenthaltswahrscheinlichkeiten -> also können diese
zwei Elektronen sich auf zwei von den drei "Möglichkeiten" aufhalten?

Sprich: Eines der drei bleibt immer unbesetzt! Und bei 6s? Da können auch
nur zwei von 6 besetzt werden?
Thorsten ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.01.2004, 17:11   #7   Druckbare Version zeigen
buba Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.460
Da wirfst du jetzt was durcheinander. Erstmal: es gibt keine 3s-Schale, es gibt eine M-Schale und ein 3s-Orbital. Ich finde es unglücklich, gleichzeitig von Schalen und Orbitalen zu sprechen. Das sind zwei verschiedene Modelle. Vielleicht bist du auch deswegen durcheinander gekommen.

Ins 3s-Orbital passen auch nur zwei Elektronen; wo sie sich mit einer Wahrscheinlichkeit von über 95% aufhalten werden, ist durch die Zeichnungen angedeutet.
buba ist offline   Mit Zitat antworten
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