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Das Atom
DEMOCRITUS Stellt die These auf, dass Materie nicht
unendlich teilbar sei.
Sie sollte aus kleinen Teilchen aufgebaut sein. Diese kleinsten
Teilchen nannte er ATOME.
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PLATO
● PLATO schlug vor, dass Atome aus vier Elementen aufgebaut waren, die sich in der Form unterscheiden.
● Feuer war ein Tetraeder● Luft war ein Oktaeder● Wasser war ein Ikosaeder● Erde war ein Würfel
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DALTONS Atom
● Im Jahre 1812 schlug DALTON vor, dass Atome unzerstörbar sind, aber miteinander in einfachen Verhältnissen kombiniert neue Verbindungen bildenten.
● Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich in der Masse.
● Er nahm an, dass die Formeln der Verbindungen im Verhältnis 1:1 waren, wenn keine anderen Beweise vorlagen.
● Hieraus konnte er relative Atommassen schätzen.
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• Hieraus ergab sich, dass 1g Wasserstoff mit 8g Sauerstoff reagieren, wenn die Atome sich im Verhältnis 1:1 verbinden.
• Die Sauerstoffatome mussten also 8 mal schwerer sein als Wasserstoffatome.
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19. Jahrhundert
● Chemiker des 19. Jahrhunderts entwickelten DALTONS Ideen weiter.
● Die Atome sollten in drei Dimensionen verbunden werden, um die Moleküle aller Substanzen zu erhalten oder neue zu entdecken.
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THOMPSONS Atom 1890
● THOMPSON hat gezeigt, dass kleine negativ geladene Teilchen aus den Atomen abgespalten werden konnten.
● Dies führte zu der Vorstellung des Atoms als einem Rosinenkuchen mit Elektronen in einer positiven Matrix eingebettet.
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RUTHERFORD 1910
● Gebrauchte die experimentellen Ergebnisse von GEIGER und MARSDEN.
● Die Masse des Atoms ist in einem kleinen Kern konzentriert.
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BOHR 1915
• Elektronen bewegen sich in Umlaufbahnen um den Atomkern.
• Nur bestimmte Bahnen sind erlaubt.
• Wenn ein Elektron aus eine höheren auf eine niedrigere Umlaufbahn des Atoms fällt, emittiert es ein Photon bestimmter Energie (Licht).
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• Entwickelte BOHRS Ideen weiter.
• Erlaubte Bahnen haben ein ganzzahliges Verhältnis zur Elektronwellenlänge.
• Es können stehende Wellen existieren.
DE BROGLIE 1924
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• Bahnen ohne ein ganzzahliges Vielfaches der Elektronen-Wellenlängen können nicht existieren.
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SCHRÖDINGER 1926
● Elektronen existieren als 3D stehende Wellen, die Orbitale genannt werden.
● Das Quadrat der Amplitude ist ein Maß für die Wahrscheinlichkeit des Aufenthaltes eines Elektrons an diesem Ort.
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Die Orbital-Form wird durch die Hauptquantenzahl n angegeben.
Wenn n steigt, wird die durchschnittliche Entfernung der Elektronen vom Kern erhöht.
Das Orbital wird größer.
Orbital-Form
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Das Orbital wird größer.
n = 1 n = 2 n = 3
Orbital-Größe
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Wenn n steigt, wird die Zahl der Orbitaltypen größer.
Für n = 1 gibt es nur einen Orbitaltyp (s).
Orbital-Typen I
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Für n = 2 gibt es zwei Orbitaltypen (s and p).s-Orbitale sind kugelförmig, während p-Orbitale hantelförmigen sind.
Was ergibt sich für n = 3 ?
Orbital-Typen II
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Für n = 3 gibt es 3 Typen von Orbitalen:
3s 3p 3d
Orbital-Typen III
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Für n = 4 gibt es 4
Orbitaltypen
s p d f
Orbital-Typen IV
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Es gibt nur 1 s-Orbital in jede Schale
Es gibt 3 p-Orbitale in jeder Schale, die im rechten Winkel zueinander angeordnet sind.
Wie viele d-Orbitale gibt es?
Wie viele f-Orbitale gibt es?
5
7
Orbital-Zahl
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s-Orbital
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p-Orbitale px, pz, py
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d-Orbitale dxy, dxz, dyz
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d-Orbitale dx2
-y2, dz
2
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f-Orbitale I
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f-Orbitale II
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f-Orbitale III
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f-Orbitale IV
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Quantenzahlen
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Ende