Allgemeine Chemie
Buchtipp
Silicon Chemistry
U. Schubert
192.55 €

Buchcover

Anzeige
Stichwortwolke
forum

Zurück   ChemieOnline Forum > Naturwissenschaften > Chemie > Allgemeine Chemie

Hinweise

Allgemeine Chemie Fragen zur Chemie, die ihr nicht in eines der Fachforen einordnen könnt, gehören hierher.

Anzeige

Antwort
 
Themen-Optionen Ansicht
Alt 16.12.2005, 01:43   #31   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Frage zum Atombau

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied
Es war von PbI2 die Rede. Als Sie pötzlich von PbCl2 gesprochen haben, dachte ich, Sie hätten sich nur verschrieben und meinten in Wirklichkeit Bleiiodid.
Da hab ich mich offenbar verlesen.

Zitat:
Was mich beim PbI2 hat stutzen lassen, war die (angeblich !)absolute Gleichhheit der Abstände, die eine PbI2-Molekülvorstellung prinzipiell auschließt.
Ob sie absolut gleich sind weiß ich nicht (hab keine Daten). Nicht unwahrscheinlich, dass nicht.

Zitat:
Nicht ganz Ihrer Meinung. Ich habe hier im Forum schon die tollsten Fragen von Schülern gehört.
Möchte auch nicht behaupten, das ein solches eher atmosphärisches Argument besoners weit trägt, obwohl ich es an Nr. 1 gesetzt habe (hätte ich auch lassen können).

Zitat:
Ein Quantenobjekt ist weder Welle noch Teilchen.So scheint mir Vorstellung "Teilchen mit einer Wahrscheinlichkeitsverteilung, die man mit einer Wellenfunktion beschreibt" (so etwa MAX BORN) eine vertretbare Krücke.
Ich denke, dass eine einigermaßen konsequente Beschreibung als Welle wesentlich zum Verständnis beitragen könnte, wenn man sich auf die QM in der Schule einlässt, was man sollte.
In der "extremen" Position, die ich mir zu eigen gemacht habe, sicher auch mit der ein oder anderen sachlichen Schwäche. Dennoch könnte es lohned sein.
Eine kurze Skizze:
Das Elektron "verschmiert" in Kernnähe zu einer dreidimensionalen stehenden Welle, deren Gestalt durch ein Atomorbital beschreiben werden kann. Das Orbital beschreibt gleichzeitig den erlaubten Schwingungszustand des Elektrons in Kernnähe.* Weil stehende Wellen sich nur bei ganzzahligen Vielfachen (Quantenzahl) der halben Wellenlänge ausbilden können, kommt es zur Quantisierung der Energieniveaus. Jedes zusätzliche Niveau hat einen Schwingungsknoten und entsprechend Schwingungsbäuche mehr (1s, 2s, 2p, usw.; die Quantenzahlen kann man hier noch etwas genauer differenzieren)

(*Problem: das Quadrat der Wellenfunktion ist eigentlich keine stehende Welle. Andererseits ist die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eigentlich eine Findwahrscheinlichkeit, was einen Unterscheid macht.)

Bis hierhin hat man gelöst:
-Das Problem der Energieabstrahlung.
Das Elektron als stehende Welle bewegt sich nicht --> keine Abstrahlung möglich, bzw. überhaupt kein Energietransport, weil stehende Wellen keine Energie transportieren.
-"Durchtunneln" der Elektronen durch den Kern.
Auch Seilwellen "tunneln" durch einen Schwingungsknoten. Damit muss ein Schüler vor der "merkwürdigen" Form von p- und -d-Orbitalen und dem Durchqueren des Kerns nicht mehr zurückschrecken.
-Die Unbestimmteitsrelation.
Man kann Ort und Impuls des Elektrons nicht genauer angeben als es dem Orbital entspricht.
-Was ist überhaupt ein leeres Orbital ?
Ein erlaubter Schwingungszustand, der mit einer Energie verbunden ist. Damit ist ein leeres Orbital (beliebte Frage) kein omminöses Objekt, sondern eben das nächst höhere Energiniveau in dem sich eine stehende Welle ausbilden kann. --> Es gibt keine leeren Oritale, sondern nur unbesetzte Energiniveaus, die bei Besetzung zum Orbital werden.

Und nicht zu letzt. Die Plattheit der Atome ist weg. Das ist nicht anschaulich, das ist ein Fremdkörper.

All das kann man im Prinzip auch an Hand einer Seilwelle erklären, die ohnehin Schulstoff ist, man muss nur die Parallelen ziehen. Das ist Anschaulich und gibt auch der Diskussion von stehenden Wellen in der Physik einen brauchbaren Zusammenhang.
Dabei könnte man als Lehrer die wesentlichen Schritte der SG an Hand einer Seilwelle erläutern, womit man dann auch schon gut sein lassen könnte, es sei denn man führt noch die Lösung des Wasserstoffatoms vor und läßt á la Bohr die Übergänge berechnen, um der Sache etwas Realität zu geben.

Für Einelektronenorbitale kann man von da aus recht einfach zur chemischen Bindung kommen, die phänomenologisch nur die Interferenz von zwei Elektronenwellen ist. Einmal konstruktiv, was zu Binung führt und einmal destruktiv, was zu einem erlaubten, aber energiereichen (antibindenden)Schwingungszustand führt. (Interferenz ist ebenfalls klassischer Schulstoff, nur nicht in diesem Zusammenhang)

Soweit kann man das wohl mit nicht mehr Verbiegungen der Physik durchhalten als man das im Teilchenbild auch tun muss. Womit viel gewonnen wäre, weil damit eine Stringenz der Argumentation und eine Anschaulichkeit für Orbitale und kovalente Bindung möglich ist und damit ein "vertrauter, unbefangener" Umgang mit dieser Thematik (für mich ein entscheidender Faktor).

In dieser qualitativen Form würde ich denken, dass das auch schon am Ende von Sek I begreifbar ist.
Das Bohrsche Modell, bzw. ein Beharren auf den Teilchencharakter zieht dem aber den Boden unter den Füssen weg.

Etwas problematisch ist das Pauliprinzip und ich bin mir nicht ganz sicher wie das "anschaulich" unterzubringen ist, u. a. weil, wie Sie richtig sagen, die Qualität des Spins etwas anders ist. Mehr Probleme habe ich allerdings im Moment damit überhaupt zwei Elektronen in ein Orbital unterzubringen. Die Lösung liegt sicher bei Pauli, allein mir fehlt ein Bild. Aber dazu vielleicht später mehr.

Zitat:
Vergessen Sie bitte auch nicht unsere ChiK- Diskussion. Ich kann mir nicht vorstellen, dass Sie mit den ChiK-Protagonisten mehr didaktischen Konsens hätten, als ich ihn sehe.
Sicher nicht. Das hat in der Qualität, aber leider auch in der Publikumswirksamkeit, starke Ähnlichkeit mit dem von buba geposteten Artikel zum hoch brennbaren, ausgelaufenen, benzolähnlichen Hexal. Klingt für viele total überzeugend ist aber weitgehend inhaltsfrei und zeugt von Unverstand.
Ich deutete ja bereits im anderen Thread an, dass ein "Rückfall" auf die Fachsystematik unvermeidlich ist, will man nicht einfach nur eine Spielstunde abhalten. Ich denke man wird bald merken, dass man in genau die selben Probleme reinrennt, mit der sich die Fachsystematik rumschlägt, weil das die eigentlichen Probleme sind, die es zu lösen gilt (insofern ist ChiK auch da vertane Zeit). Der Alltagsbezug kommt dann von ganz allein. Wenn man sich aus dem Methodenhype dann noch die Rosienen rauspickt, kanns mit der Chemie vielleicht noch was werden.

BTW: Was halten Sie von den Fajans-Regeln ? Ein kleiner Schatz, den ich bei der Lektüre der 1944 Literatur für mich zum Überdenken wiederentdeckt habe.
__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.

Geändert von belsan (18.12.2005 um 18:56 Uhr)
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 17.12.2005, 20:09   #32   Druckbare Version zeigen
thomas463 Männlich
Mitglied
Beiträge: 174
AW: Frage zum Atombau

Es gab mal einen genialen Physiker: Werner Heisenberg der auf die Frage, wie man sich ein Atom vorstellen könne nur antwortete: "Versuchen Sie es gar nicht erst!" die Heutigen , vll aber auch falschen Atommodelle kann man nur noch mit sehr komplizierten formeln darstellen.

Für solche darstellungen wurden früher ((und teilweise) auch noch immer heute) , die manchmal nicht ganz genauen modelle entwickelt, z.b. Bohrsches Atommodell und Orbitalmodell, jedoch was genaueres wird eigendlich nie gebraucht.

Also machen wir besser, was der Herr Werner Heisenberg sagte.
__________________
Weiß einer von euch, was Realität ist
(Wenn nicht: Realität ist eine Illusion, die durch Alkohol-mangel hervorgerufen wird! (überdenkt diese Antwort einmal, und ihr werdet merken das sie Logisch und wahr ist! , falls mir jemand antworten will, bitte per PN!))
mfg Thomas
thomas463 ist offline   Mit Zitat antworten
Anzeige
Alt 17.12.2005, 20:19   #33   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Frage zum Atombau

Zitat:
Zitat von thomas463
Es gab mal einen genialen Physiker: Werner Heisenberg der auf die Frage, wie man sich ein Atom vorstellen könne nur antwortete: "Versuchen Sie es gar nicht erst!" die Heutigen , vll aber auch falschen Atommodelle kann man nur noch mit sehr komplizierten formeln darstellen.

Für solche darstellungen wurden früher ((und teilweise) auch noch immer heute) , die manchmal nicht ganz genauen modelle entwickelt, z.b. Bohrsches Atommodell und Orbitalmodell, jedoch was genaueres wird eigendlich nie gebraucht.

Also machen wir besser, was der Herr Werner Heisenberg sagte.
Nichts gegen den guten Heisenberg, aber das ist eine typische Physikerantwort, die zum Verständnis nicht viel beiträgt und nicht wirklich weiter hilft.
Ohne eine irgendwie geartete Vorstellung von Atom, die sicher auch Herr Heisenberg hatte, sollte man den Begriff eigentlich gar nicht verwenden. Ein Atom ist ein Baustein von Materie, eine mathematische Funktion ist das nicht. Wenn es also Atome gibt dann sollte auch eine Vorstellung davon möglich sein, so unvollkommen die im Detail auch ist.

Die Frage ist viel mehr wie muss die Vorstellung aussehen damit man mit ihr Arbeiten kann und sie dennoch möglichst nahe an dem ist, was uns die mathematischen Formalismen der Physiker sagen oder eben gerade nicht sagen.

Die Aussage ein Atom läßt sich nicht durch Einelektronenwellenfunktionen (Orbitale) darstellen sondern nur mit einer Gesammtwellenfunktion, die wiederum nicht "anschaulich" dargestellt werden kann, ist aus streng physiklischer Sicht sicher richtig. Bringt aber nichts. Damit läßt sich kaum etwas erklären.
__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.

Geändert von belsan (18.12.2005 um 17:04 Uhr)
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.12.2005, 19:35   #34   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Frage zum Atombau

@Fajans
Sie finden etwas dazu auf den Seiten 138-141 im Huheey von 1988.
Es ist letztich die Frage nach der Polarisation.
Während meines Studiums fand ich das die überzeugenste (weil am einfachsten verständliche) Herangehensweise zur Beschreibung von "ionischen Verbindungen" mit kovalentem Bindungsanteil. Mithin all das was die Probleme bei AgI, PbCl2 usw. ausmacht. Man kommt hier ohne die EN aus, ist aber auf Atom und Ionenradien angewiesen (und braucht zwingend das Bild kugelförmiger Elektronenwolken.)
Mit diesem Modell wäre die chemische Bindung mitunter auch schon auf der Stufe des Rutherfordschen Atommodells hinreichend zu beschreiben.

Fajans ist bei mir wieder etwas in Vergessenheit geraten, weil ich weder in der Schule noch im Verlauf meines Studiums etwas darüber gehört habe und wohl dachte, das hat schon seine Richtigkeit. Dessen bin ich mir im Moment nicht mehr so sicher.

Zum Rest später mehr.
__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 19.12.2005, 00:27   #35   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Frage zum Atombau

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied
Die letzte Unterscheidung wird für mich etwas zu feinsinnig. Die Wahrscheilichkeit ein Elektron in einem Volumenelement vorzufinden, korrespondiert für mich umkehrbar eindeutig mit der Wahrscheinlichkeit, dass es sich dort aufhält.
Der Unterschied liegt meines Erachtens das darin, dass die Aussage "ein Elektron in einem Volumenelement zu finden" der Teilchenvorstellung entspringt "Irgendwo muss das Elektron ja sein, auch wenn Herr Heisenberg sagt, dass wir das nicht wissen können", während eine "Findwahrscheinlichkeit" eher dem entspricht, was experimentell ermittelbar ist, nämlich die Wahrscheinlichkeit bei einmaliger Probung den Zustand eines gebundenen Elektrons in den Zustand eines freien Elektrons herauszupräparieren. (Möchte hier aber nicht für einen Begriffswechsel plädieren, eher dessen Interpretation)

Zitat:
Tatsächlich ist aber die Ruhemasse des Elektrons identisch mit dem Massenäquivalent seiner Feldenergie (Feldenergien, wenn man die anderen WW mit berücksichtigt). Das analoge zur Masse eines im Atom gebundenen Elektrons ist in Analogie zu dem eben Gesagten das Energieäquivalent einer durch die Nähe des AK und anderer Elektronen veränderten Feldenergie. Die Wellengleichung ist der Ansatz für die Beschreibung dieser veränderten Feldenergie. Wenn man also von vorn herein nicht vom "Teilchen" Elektron ausgehen würde, und statt dessen vom Elektron als seinem "Feld" sprechen würde, wäre der Übergang zur QM sehr viel weinger krass.
Mein Ansatz wäre gewesen das Teilchenbild erst gar nicht so zu festigen, dass die Schüler davon nicht mehr weg kommen (Da hilft selbst das Experiment der Elektronenbeugung nicht mehr). So würde ich schon im Rutherfordschen Modell das Elektron etwas im „Unbestimmten“ lassen.
Ich kann mich aber durchaus auch mit dem „Feldelektron“ anfreunden.
Ich befürchte nur, dass das „Feldelektron“ auch nicht so ohne weiteres zu vermitteln ist, aber eine Versuch wäre es wohl wert.

Zitat:
Es bleibt dennoch mindestens ein Vermittlungsproblem : Auch das gebundene Elektron hat Impuls und kinetische Energie. Wie soll man da vermitteln, dass es sich nicht bewegt.
Ich vermute, dass Schüler mitunter nicht so weit denken. Mein Problem mit der Teilchenvorstellung in Kombination mit dem Begriff kinetische Energie war schon immer das der Trajektorie. Entweder ist kinetische Energie immer im wörtlichen Sinne Bewegungsenergie, dann muss es eine Trajektorie geben so kompliziert die auch sein mag. (Die Unschärferelation wäre dann nur die Unkenntnis der Trajektorie, bzw. die Unmöglichkeit sie zu bestimmen). Wenn es eine Trajektorie gibt, der eine Teilchenelektron folgt, dann muss es auch die Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung geben. Mithin es gäbe keinen stationären Zustand. Wie wird das Problem gelöst ? Es kann ja nicht nur die Erwähnung des Worts Quantenmechnik sein.
Wenn allerdings die kinetische Energie der Anteil der Energie ist, dem man dem Wellenelektron aus „klassischer Sicht“ zuordnet, also eine wie auch immer geartete äquivalente Energie, ergibt sich das Problem nicht, weil ein klassischer Begriff nur auf ein nichtklassisches Phänomen übertragen wird.
Ich gebe zu, dass sich daraus ein Vermittlungsproblem ergibt, aber das gilt für die eine wie für die andere Sichtweise.
Hier wäre mitunter sogar ein guter Platz für das bohrsche Modell. Nachdem man das "Wellenelektron" etabliert hat, kann man umgekehrt eine Brücke zur "klassischen Interpretation" der kinetischen Energie schlagen, die man am besten mit der Unschärferelation gleich wieder aufhebt.

Zitat:
Der Tunneleffekt bezieht sich auf einen ganz andere Fallgruppe:
Begriffsschlampigkeit meinerseits. Ich meinte in der Tat nicht den Tunneleffekt, sondern den Umstand dass man sich im Teilchenbild angesichts eines p-Orbitals die Frage stellen kann (sie wird von Schülern gestellt) wie das Elektron über Aufenthaltswahrscheinlichkeit = 0 vom einen in den anderen Orbitallappen kommt. Wenn es sich dort nie aufhält, kann es diesen Punkt nicht passieren, mithin nicht in den anderen Orbitallappen gelangen. Im Fall des Wellenbilds ist es einfach nur ein Schwingungsknoten und das Elektron ist sowohl im einen wie im anderen Orbitallappen.


Zitat:
kommt bei BOHR sogar exakt heraus:
Wie gesagt, ich behaupte nicht, dass Bohr ein Schwachkopf war und auch nicht, dass man mit dem Modell nicht das ein oder andere berechnen könnte oder auch mit Langmuir „it must therefore contain important elements of truth“. Es geht mir um den didaktischen Nutzen dieses Modells, den ich im Ganzen eher als schweren Schaden ansehe.


Zitat:
Hier wird dann aber meist das Kernpotenzial nicht beachtet mit doch recht schwerwiegenden Folgen. Interferierende Wellen allein machen noch keinen Bindungszustand. Die Existenz eines nichtbbindenden Zustands begründet noch nicht, dass der "bindende" eine niedrigere Energie als die ungebundenen Atome hat, was ich als schwerwiehenden Einwand gegen die mir zu schlichten MO- Graphiken sehe.
Der Einwand ist berechtigt. Die Interferenz alleine kann die Bindung nicht erklären. Es müsste sich eine Betrachtung der energetischen Folgen anschließen. Dennoch wäre die MOs als Interferenz von AOs zu begreifen schon weit mehr als üblicherweise von diesen Bildchen verstanden wird.

Zitat:
Das wiederum ist für mich leicht einsehbar. Zwei Elektronen "wollen" nicht in ein gemeinsames Orbital. Sie stoßen sich ja ab. Deshalb werden die (energiegleichen !) p - Orbitale zunächst auch nur einfach besetzt.
Ich bin damit in völliger Übereinstimmung.
Das Problem, dass sich aus dem „konsequenten Wellenbild“ ergibt ist ein anderes. Wenn sich zwei Elektronen gemeinsam in einem Einelektronenorbital einfinden, weil es energetisch günstiger ist, und beide als stehende Wellen aufgefasst werden, stellt sich auch hier die Frage nach der Interferenz. Sie müssten sich im Prinzip zumindest zeitweise auslöschen. Ist also die Frage: Lässt sich dieses Problem im Bild der Einelektronenorbitale womöglich mit Hilfe des Spins (rotierende Wellen ? o. ä. ) qualitativ lösen.


Ich hoffe nur das alles wird nicht zu crankig
__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.

Geändert von belsan (19.12.2005 um 04:51 Uhr)
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 01.01.2006, 17:44   #36   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Frage zum Atombau

Will noch mal auf diesen Thread zurückkommen.

Was spricht denn jetzt wirklich grundsätzlich gegen die "Schrödinger Interpretation" im Gegensatz zur Kopenhagener Interpretation ?

Vielleicht hat auch jemand einen Literaturtip.
Konnte bisher nichts wirklich erhellendes zu dieser Frage finden.
__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.

Geändert von belsan (01.01.2006 um 19:43 Uhr)
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 01.01.2006, 22:01   #37   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Frage zum Atombau

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied
PS: Was bedeutet "crankig"
Als Cranks werden im anglistischen Sprachraum solche Leute bezeichnet, die unorthodoxe wissenschaftliche Ansichten vertreten oder Theorien aufstellen, die nachweislich auf falschen oder abstrusen Annahmen beruhen.
(im Extrem so etwas wie "Ufologie" oder aber auch zahlreichen Ansätze zur "Weltfromel" wie etwa die Diskussion der "Superquantumtheorie" hier im Forum)
"Feldelektron", "Wellenelektron", Streichen des Enthalpiebegriffs usw. ist für den Unterricht sicher eher unorthodox, was nicht das schlechteste ist. Es darf halt im Ganzen nur nicht falsch werden.

Was konkret die Einelektronenorbitale angeht ist es ja zutreffend, dass sie nicht der Weisheit letzter Schulss sind. Demzufolge würde die Beschreibung der Orbitale als stehende Elektronenwelle auf einer falschen Annahme beruhen.

In anderer Weise taucht das Problem gelgentlich in der Form "Gut, das Bohrsche Modell stimmt nicht, aber das Orbitalmodell ist auch nicht richtig" auf.

Es ist letztlich die Frage wie weit man bei dem Versuch eine Stringenz in das Thema der Atommodelle hineinzubekommen gehen kann, ohne den Boden der physikalischen Theorien zu verlassen.
__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.

Geändert von belsan (01.01.2006 um 22:54 Uhr)
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Anzeige


Antwort

Lesezeichen

Themen-Optionen
Ansicht

Gehe zu

Ähnliche Themen
Thema Autor Forum Antworten Letzter Beitrag
Aufgaben zum Atombau Chemieflasche Allgemeine Chemie 3 19.11.2008 22:31
Atombau Frage Mindless Allgemeine Chemie 10 16.11.2007 16:11
Suche ein Gedicht zum Atombau Phosgen Allgemeine Chemie 0 14.11.2007 23:31
Fragen zum Atombau und Periodensystem nottoughenough Allgemeine Chemie 7 31.10.2006 18:08
Frage zum Redox-Gleichgewicht - Rechnung - Abi-Frage InnocentDeath Anorganische Chemie 3 03.04.2006 15:37


Alle Zeitangaben in WEZ +2. Es ist jetzt 22:58 Uhr.



Anzeige