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1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle. Werner Heisenberg (05.12.1901 - 01.02.1976) Nobelpreis Physik 1932.

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Präsentation zum Thema: "1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle. Werner Heisenberg (05.12.1901 - 01.02.1976) Nobelpreis Physik 1932."—  Präsentation transkript:

1 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle

2 Werner Heisenberg ( ) Nobelpreis Physik 1932

3 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Nach der Unbestimmtheitsbeziehung von Heisenberg (1927) ist es unmöglich, den Impuls p und den Ort x eines Elektrons gleich- zeitig zu bestimmen:

4 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Nach der Unbestimmtheitsbeziehung von Heisenberg (1927) ist es unmöglich, den Impuls p und den Ort x eines Elektrons gleich- zeitig zu bestimmen: 

5 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle 

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9 Louis Victor Herzog de Broglie ( ) Nobelpreis Physik 1929

10 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Wellenlänge von bewegten Teilchen nach de Broglie:

11 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Wellenlänge von bewegten Teilchen nach de Broglie:

12 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Wellenlänge eines Elektrons (der ersten Bahn im H-Atom) v = 2  10 6 ms -1 = h (mv) -1 = 6,6  kgm 2 s -1  (0,9109  kg  2  10 6 ms -1 ) -1 = 0,333 nm = 3,33 pm

13 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Elektronen können also je nach den experimentellen Bedingungen sowohl Wellen- als auch Partikeleigenschaften zeigen.

14 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Autos auch: v = 190 km/h = 52,778 m/s m = kg

15 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Wellenlänge eines Autos auf der A2: v = 52,778 ms -1 = h (mv) -1 = 6,6  kgm 2 s -1  (1.800 kg  52,778 ms -1 ) -1 (S-Klasse) = 6.27  m = 6.27  nm

16 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Elektronenwellen innerhalb eines H-Atoms: Instabil - Auslöschung durch Interferenz!

17 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Elektronenwellen innerhalb eines H-Atoms: Stabil durch Bedingung für stehende Welle

18 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Bedingung für stehende Elektronenwellen innerhalb eines H-Atoms:

19 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Bedingung für stehende Elektronenwellen innerhalb eines H-Atoms:

20 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle De Broglie 1924 Bohr 1913

21 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Erwin Schrödinger ( ) Nobelpreis Physik 1933 (gem. mit Dirac)

22 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Schrödinger-Gleichung

23 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle

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32 Die Atomorbitale des Wasserstoffs

33 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Bedeutungen der Orbitalquantenzahlen

34 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Bedeutungen der Orbitalquantenzahlen

35 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Bedeutungen der Orbitalquantenzahlen

36 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Größe eines Orbitals wird durch n bestimmt:

37 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Größe eines Orbitals wird durch n bestimmt:

38 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Größe eines Orbitals wird durch n bestimmt:

39 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Gestalt eines Orbitals wird durch l bestimmt:

40 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Gestalt eines Orbitals wird durch l bestimmt:

41 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Gestalt eines Orbitals wird durch l bestimmt:

42 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Gestalt und räumliche Orientierung der s-, p- und d- Orbitale

43 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Gestalt und räumliche Orientierung der s-, p- und d- Orbitale

44 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Gestalt und räumliche Orientierung der s-, p- und d- Orbitale

45 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Gestalt und räumliche Orientierung der s-, p- und d- Orbitale

46 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Gestalt und räumliche Orientierung der s-, p- und d- Orbitale

47 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Gestalt und räumliche Orientierung der s-, p- und d- Orbitale

48 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Gestalt und räumliche Orientierung der s-, p- und d- Orbitale

49 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Gestalt und räumliche Orientierung der s-, p- und d- Orbitale

50 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Gestalt und räumliche Orientierung der s-, p- und d- Orbitale

51 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Spinquantenzahl m s oder einfach s

52 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle

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54 Aus der Schrödinger-Gleichung bekommt man  und daraus  2, die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Elektrons:

55 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle

56 Die Radiale Dichte

57 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Radiale Dichte !s - Orbital 2s - Orbital 3s - Orbital

58 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Beispiele für die Darstellung der Winkelfunktion 

59 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle

60 Mehrelektronensysteme Hier hängt die Energie der Orbitale nicht nur, wie beim H-Atom von der Hauptquantenzahl n, sondern zusätzlich von der Nebenquantenzahl l ab:

61 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Besetzung wasserstoffähnlicher Orbitale von Mehrelektronen- systemen folgt drei Prinzipien:

62 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Besetzung wasserstoffähnlicher Orbitale von Mehrelektronen- systemen folgt drei Prinzipien: Wolfgang Pauli Nobelpreis Physik 1945

63 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Besetzung wasserstoffähnlicher Orbitale von Mehrelektronen- systemen folgt drei Prinzipien: 1. Prinzip:

64 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Das Pauli-Prinzip

65 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Das Pauli-Prinzip

66 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle

67 Die Besetzung wasserstoffähnlicher Orbitale von Mehrelektronen- systemen folgt drei Prinzipien: 2. Prinzip: Friedrich Hund

68 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Besetzung wasserstoffähnlicher Orbitale von Mehrelektronen- systemen folgt drei Prinzipien: 2. Prinzip:

69 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Hundsche Regel

70 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Hundsche Regel

71 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Besetzung wasserstoffähnlicher Orbitale von Mehrelektronen- systemen folgt drei Prinzipien: 3. Prinzip:

72 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle Die Besetzung wasserstoffähnlicher Orbitale von Mehrelektronen- systemen folgt drei Prinzipien: 3. Prinzip:

73 1 Atombau 1.4 Die Struktur der Elektronenhülle

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