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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Elektronenkonfiguration



Gast454674
29.09.2006, 23:30
Hallo!

Meine Frage wird wahrscheinlich von sehr geringer Relevanz sein und euch wohl auch ziemlich dumm vorkommen, aber da gibt es etwas Grundlegendes, das ich nicht verstehe. Ich hoffe, ihr helft mir, obwohl es weniger ein medizinisches als ein chemisches Problem ist.

Also: Dem Sauerstoffatom (6. Hauptgruppe) fehlen doch zwei Elektronen zur Edelgaskonfiguration, d.h. es hat in seiner Außenschale insgesamt 6 Elektronen (1s² 2s² 2p^4). Was ich jetzt nicht verstehe: Warum handelt es sich bei diesen acht Elektronen um zwei Elektronenpaare und zwei einzelne Elektronen? Warum bilden die letzten beiden nicht auch ein Paar, sondern pendeln lieber allein durch die Gegend? Liegt das daran, dass die Schale noch nicht ganz aufgefüllt ist und sich die Elektronen auf die x-, y- und z-Achse des 2p-Orbitals verteilen oder hat das gar nichts damit zu tun? Ähnlich unverständlich ist es mir bei Stickstoff (5. Hauptgruppe): ein Elektronenpaar und drei ungepaarte Elektronen.

Ich wäre euch wirklich sehr dankbar, wenn ihr mir eine Antwort geben könntet. Bin eben noch nicht so weit wie die meisten von euch (Um es präziser zu sagen: Ich wurde ja nicht mal fürs Studium zugelassen, bin aber trotzdem am Lernen mit dem Horn) und mich beschäftigt das irgendwie.

Danke und alles Gute

-das Moosröslein

Gast454674
30.09.2006, 00:03
Ok, ist zwar etwas komisch, aber nach längerem Überlegen hätt ich selbst eine Lösung anzubieten. Wär mir aber sehr lieb, wenn die irgendjemand bestätigen könnte - oder korrigieren.

Sauerstoff gehört also zur 6. Hauptgruppe, d.h. dem Atom fehlen zwei Elektronen in der Außenschale um die Edelgaskonfiguration zu erlangen. Da sich nur freie Elektronen paaren, also eine Verbindung eingehen, müssten ja zwei allein bleiben, damit sie später mit einem anderen Atom und dessen freien Elektronen eine Bindung eingehen können und dem Sauerstoff somit die erwünschte Konfiguration ermöglichen. Sie bleiben also, wenn man das so ausdrücken darf, bewusst allein, damit die Bindungen und somit die Edelgaskonfiguration überhaupt möglich werden.

Ähnlich bei Stickstoff: 5. Hauptgruppe, fünf Außenelektronen - drei fehlen zur Edelgaskonfiguration, also bleiben drei allein um wieder mit drei anderen eine Bindung einzugehen etc. etc. etc.

Richtig? :-party

Sidewinder
30.09.2006, 00:27
Sagen wir mal so: Sauerstoff hat insgesamt acht Elektronen, davon sind sechs Valenzelektronen in der äußeren Hülle.
Eine Eigenheit des Orbitalmodells ist es nun, daß vorhandene Orbitale immer zuerst einzeln besetzt werden, das ergibt sich aus der "Theorie", die dahintersteckt und ist auch unter dem Namen "Hundsche Regel" bekannt.
Jetzt schauen wir uns das ganze mal an, wir haben ein 1s-Oribtal, ein 2s-Orbital und drei 2p-Orbitale. Acht Elektronen verteilen wir:
jetzt setzen wir zuerst in jedes Orbital ein Elektron ein, also eines ins 1s-Orbital, eines ins 2s-Orbital und jeweils eines in jedes der drei 2p-Orbitale, dann haben wir fünf der acht Elektronen "verbraucht".
Jetzt gehts wieder von vorne los: noch eines ins 1s-Orbital, etzt sind da schon zwei drin, noch eines ins 2s-Orbital, jetzt sind hier auch zwei drin, und ein Elektron verbleibt noch, das setzen wir ins erste der drei 2p-Orbitale, das ist dann auch doppelt besetzt, die anderen beiden 2p-Orbitale sind einfach besetzt.

Die Stoffe selber "wissen" nicht, daß sie irgendwie zwei Elektronen "bereithalten" müssen, um dann wieder mit zwei anderen eine Verbindung einzugehen. Das ganze folgt quasi harmonisch aus der Theorie und ist jeglich eine theoretische Beschreibung der Wirklichkeit, die unsere Beobachtungen möglichst exakt erklärt.
Was sich da wirklich auf atomarer Ebene abspielt das bleibt eventuell für immer ein "Geheimnis", weil man schlecht zwei Stoffen direkt dabei zuschauen kann, was passiert, wenn sie sich verbinden - obgleich es da mittlerweilen natürlich auch schlaue Versuchsansätze gibt.
Aber das führt zu weit.

Cranium
30.09.2006, 02:07
Cool, da haste dir aber rischtig Mühe gegeben! :-top

Yersinia I.
30.09.2006, 08:40
Ich dachte bisher immer, das 1s-Orbital wird zuerst komplett aufgefüllt bis zum Helium-Status, dann das 2s-Orbital komplett und dann erst die p-Orbitale? Naj, Chemie ist (leider...) schon eine Weile her...

Gast454674
30.09.2006, 09:54
Ich dachte bisher immer, das 1s-Orbital wird zuerst komplett aufgefüllt

Das dachte ich auch immer. Warum wird die 2. Schale schon besetzt, wenn die erste noch nicht voll ist? Ich meine, da könnte man doch auch schon das 3s-Orbital besetzen und dann erst wieder ein Elektron in die 1s-Schale setzen und sie somit auffüllen, aber dann wären alle 2p-Orbitale einfach besetzt (plus die 3s-Schale). Verstehe also das Verteilungsprinzip, aber logisch ist es nicht gerade.

Trotzdem danke für die Antwort - jetzt ergibt das alles wenigstens einen Sinn! :-top

Acyan
30.09.2006, 11:35
Acht Elektronen verteilen wir:
jetzt setzen wir zuerst in jedes Orbital ein Elektron ein, also eines ins 1s-Orbital, eines ins 2s-Orbital und jeweils eines in jedes der drei 2p-Orbitale, dann haben wir fünf der acht Elektronen "verbraucht".
Jetzt gehts wieder von vorne los: noch eines ins 1s-Orbital, etzt sind da schon zwei drin, noch eines ins 2s-Orbital, jetzt sind hier auch zwei drin, und ein Elektron verbleibt noch, das setzen wir ins erste der drei 2p-Orbitale, das ist dann auch doppelt besetzt, die anderen beiden 2p-Orbitale sind einfach besetzt.


Diese Verteilungsreihenfolge ist (wie schon Yersinia und moosrose vermutet haben) ganz klar falsch. Zuerst wird das 1s-Orbital komplett aufgefüllt (2 Elektronen). Dann wird das 2s-Orbital komplett aufgefüllt (2 Elektronen).
Dann kommt jeweils 1 Elektron in jedes der drei 2p-Orbitale. Zuletzt kommt noch 1 Elektron in ein 2p-Orbital, womit dieses 2p-Orbital nun 2 Elektronen enthält und doppelt besetzt ist. Die anderen beiden 2p-Orbitale enthalten nur 1 Elektron und sind einfach besetzt.

siehe auch Zeeck S.9, Mortimer S.81

Sidewinder
30.09.2006, 11:55
Ich lasse mich hier gerne und bereitwillig überstimmen, ich hatte die Verteilungsreihenfolge nicht mehr genau im Kopf. Ihr habt selbstverständlich Recht.
Nichtsdestotrotz ist die Sache vom Grundprinzip her ja klar geworden, insbesondere beim Kohlenstoff ist es letztendes ja am wichtigsten, das Orbitalmodell zumindest in den Ansätzen verstanden zu haben, um die entsprechenden Hybridisierungszustände in den Kohlenwasserstoffen zu verstehen.
Man sehe es mir nach, daß ich einen Sachverhalt um ein Uhr Nachts etwas durcheinandergebracht habe, ich bin halt doch schon näher am "entfernteren" Ende des Studiums dran! :-)

Aber dafür gibt es Foren ja, man kann zusammenhelfen und am Ende kommt dann schon was korrektes raus.

Cranium
30.09.2006, 12:07
.........wie konntest du nur!.......und ich hab dich auch noch gelobt...... :-keks


:-D

Gast454674
30.09.2006, 13:10
:-lesen Trotzdem danke für die "versuchte" Hilfe. Da also bei einem Sauerstoffatom im 2p-Orbital nur die x-Achse voll mit zwei Elektronen besetzt ist und y- und z-Achse jeweils nur ein Elektron enthalten, können diese beiden sich logischerweise nicht zu einem Paar verbinden, bleiben allein und bilden somit die Grundlage für eine Verbindung mit zwei weiteren Atomen/ einem Atom mit ebenfalls zwei freien Elektronen und somit den Übergang zur Edelgaskonfiguration.

Ähm, sind wir uns jetzt einig oder war das schon wieder falsch?

:-blush

THawk
30.09.2006, 13:41
Nöö, das klingt sehr richtig :-)
jede Achse des 2p-Orbitals (also x, y und z) wird erst mit einem Elektron besetzt, danach wird ggf. auch ein zweites Elektron dazu gepackt.

Sidewinder
30.09.2006, 15:29
Eben, falsch ist es nicht, es bleibt halt einfach deiner Vorstellung überlassen, wie du dir das ausmalst. Die Orbitale sind ja eigentlich nur statistische Aufenthaltswahrscheinlichkeiten im Raum, keine definierten Räume, welche die Elektronen nicht verlassen können. Im Grunde kann sich so ein Elektron auch mal ganz woanders aufhalten, macht es halt aber mit einer so und so großen statistischen Wahrscheinlichkeit nicht, sondern eben im Orbital.
Ich denke aber, daß so eine Diskussion für die Chemie, wie sie im Medizinstudium gebraucht wird, nicht relevant ist.
Wenn du dir einfach vorstellst, daß du zwei einzelne Elektronen hast, die kein "Paar" bilden können (Paarbildung ist ja eigentlich nochmal was ganz was anderes und gehört in die Kernphysik! ;-)), weil sie in verschiedenen Orbitalen sind, dann kannst du damit die Beobachtungen und Reaktionen der Stoffe erklären, also liegst du damit richtig, auch wenn die Realität vielleicht komplett anders aussieht.

Gast454674
30.09.2006, 15:39
Ihr seid klasse, danke! :-party