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Aufbauhilfe * * * * * * * 57 89 PSE. Messung der Ionisierungsenergie von Wasserstoff Wie viel Energie braucht es, um einem Wasserstoff-Atom ein Elektron.

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1 Aufbauhilfe * * * * * * * PSE

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4 Messung der Ionisierungsenergie von Wasserstoff Wie viel Energie braucht es, um einem Wasserstoff-Atom ein Elektron zu entreissen?

5 kinetische Energie der Elektronen < 13.6 eV kinetische Energie der Elektronen > 13.6 eV Wasserstoffatome Kanal- strahl Vakuum Ionisierungsenergie von Wasserstoff: 13.6 eV

6 Einheit der Ionisierungsenergie 1 eV = J eV: Elektronenvolt J: Joule (SI-Einheit)

7 1.

8 Excel-Diagramm mit Ionisierungsenergien von Argon Typ: Punkt (xy) x-Achse: Abgetrennte Elektronen y-Achse: Ionisierungsenergie

9 Ionisierungsenergien von Sauerstoff (Angaben in eV) IE1 IE2 IE3 IE4 IE5 IE6 IE7 IE IE x 5.4

10 4.Feststellung: Die Ionisierungsenergien nehmen von IE 1 bis IE 6 ziemlich regelmässig zu. Die Abtrennung des 7. und 8. Elektrons braucht unverhältnismässig viel mehr Energie. 5.Feststellung: Die für die Abtrennung der letzten beiden Elektronen benötigte Energie ist jeweils sehr viel grösser als die übrigen Ionisierungsenergien. 6.Feststellung: Bereits vom 1. zum 2. Elektron tritt eine sprunghafte Erhöhung der Ionisierungsenergie auf. Danach steigen die Werte bis zum 9. Elektron ziemlich regelmässig an. Die Ionisierungsenergie für die letzten beiden Elektronen ist wieder unverhältnismässig hoch.

11 Ionisierungsenergien (eV)

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13 Li Na K Hauptgruppe: Periode:

14 Schalenmodell für Natrium

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17 Valenzelektronen kleinste Ionisierungsenergie grösste potentielle Energie Elektronen der innersten Schale grösste Ionisierungsenergie kleinste potentielle Energie

18 Periodensystem HauptgruppenPerioden I IIIII IV V VI VII VIII 1,008 1 H 4,003 2 He 1 6,939 3 Li 9, Be 10,811 5 B 12,011 6 C 14,007 7 N 15,999 8 O 18,998 9 F 20, Ne 2 22,99 11 Na 24, Mg 26, Al 28,08 14 Si 30,97 15 P 32, S 35, Cl 39, Ar 3 39, K 40,08 20 Ca 69,72 31 Ga 72,59 32 Ge 74, As 78,96 34 Se 79, Br 83,80 36 Kr 4 85,47 37 Rb 87,62 38 Sr 114,82 49 In 118,69 50 Sn 121,75 51 Sb 127,60 52 Te 126,90 53 I 131,30 54 Xe 5 132,90 55 Cs 137,33 56 Ba 204,37 81 Tl 207,19 82 Pb 208,98 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 6 87 Fr 88 Ra 7

19 Ionisierungsenergien von Phosphor K-Schale M-Schale L-Schale Kontinuierlicher Anstieg:Die verbleibenden Elektronen werden vom Kern (15 p + ) immer stärker angezogen. Sprunghafter Anstieg:Die Elektronen sind näher beim Kern (unterschiedliche Schale) Anzahl abgetrennte Elektronen

20 Ionisierungs- energien von Magnesium Nr IE IE

21 Nr IE IE

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23 Ionisierungsenergien von Argon

24 Energieniveauschema für Argon Schale -Schale Energie Elektronen unendlich weit vom Kern

25 Energieniveauschema für Argon, S. 43 Schale -Schale Energie Elektronen unendlich weit vom Kern

26 Energieniveauschema für Argon 3. SchaleM-Schale 2. SchaleL-Schale 1. SchaleK-Schale 3s 2s 1s Energie 2p 3p

27 3. SchaleM-Schale 2. SchaleL-Schale 1. SchaleK-Schale 3s 2s 1s Energie 2p 3p Besetzung der EnergieniveausAbtrennung von Elektronen Argon

28 Periodensystem HauptgruppenPerioden I IIIII IV V VI VII VIII 1,008 1 H 4,003 2 He 1 6,939 3 Li 9, Be 10,811 5 B 12,011 6 C 14,007 7 N 15,999 8 O 18,998 9 F 20, Ne 2 22,99 11 Na 24, Mg 26, Al 28,08 14 Si 30,97 15 P 32, S 35, Cl 39, Ar 3 39, K 40,08 20 Ca 69,72 31 Ga 72,59 32 Ge 74, As 78,96 34 Se 79, Br 83,80 36 Kr 4 85,47 37 Rb 87,62 38 Sr 114,82 49 In 118,69 50 Sn 121,75 51 Sb 127,60 52 Te 126,90 53 I 131,30 54 Xe 5 132,90 55 Cs 137,33 56 Ba 204,37 81 Tl 207,19 82 Pb 208,98 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 6 87 Fr 88 Ra 7

29 Schalenmodell für Natrium 3. Periode 3 Schalen Hauptgruppe I 3. Periode Hauptgruppe I 1 Valenzelektron

30 Schalenmodell für Natrium Valenzelektronen kleinste Ionisierungsenergie grösste potentielle Energie Elektronen der innersten Schale grösste Ionisierungsenergie kleinste potentielle Energie

31 Schalenmodell für Natrium

32 Besetzung der Schalen

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34 Die 3. Schale hat 3 Untergruppen: s tiefste Energie p höhere Energie d höchste Energie Energienivauschema

35 Energieniveauschema von Mehrelektronenatomen Energie n = 4 n = 3 n = 2 n = 1 H-Atom Mehrelektronenatome 4f 4d 4p 3d 4s 3p 3s 2p 2s 1s Besetzung der Schalen

36 Energieniveauschema von 32 Ge Energie n = 4 n = 3 n = 2 n = 1 H-Atom Mehrelektronenatome 4f 4d 4p 3d 4s 3p 3s 2p 2s 1s

37 Elektronenkonfiguration von 32 Ge: vereinfacht: 4p 3d 4s 3p 3s 2p 2s 1s Energie n = 4 n = 3 n = 2 n = 1 Ar 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 2 [Ar] 4s 2 3d 10 4p 2

38 Aufbauhilfe * * * * * * * PSE

39 Elektronenkonfiguration von 17 Cl: vereinfacht: Energie 3p 3s 2p 2s 1s n = 3 n = 2 n = 1 Ne 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 [Ne] 3s 2 3p 5

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41 2s s- und p-Orbitale 2p y 2p x 2p z 1s

42 s- und p-Orbitale

43 d-Orbitale

44 f-Orbitale

45 Kohlenstoff Nachprüfung vom 31.ppt

46 C Kohlenstoff im Kugelwolkenmodell Atomrumpf Kern und innere Schalen Valenzelektronen C

47 Elektronenkonfiguration von 6 C: 2p 2s 1s Energie n = 2 n = 1 [He]2s 2 2p 2 Kugelwolkenmodell z y z y x z y

48 Sauerstoff 8 O: Energie n = 2 n = 1 Kugelwolkenmodell z y z y z y x

49 Elektronenkonfiguration von 8 O: Energie n = 2 n = 1 [He]2s 2 2p 4 Kugelwolkenmodell z y z y x z y

50 Elektronenkonfiguration von 6 C: 2p 2s 1s Energie n = 2 n = 1 [He]2s 2 2p 2 Kugelwolkenmodell C

51 Elektronenkonfiguration von 8 O: 2p 2s 1s Energie n = 2 n = 1 [He]2s 2 2p 4 Kugelwolkenmodell O

52 Elektronenkonfiguration von 17 Cl: vereinfacht: Energie 3p 3s 2p 2s 1s n = 3 n = 2 n = 1 Ne 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 [Ne] 3s 2 3p 5

53 Elektronenkonfiguration von 15 P: vereinfacht: Energie 3p 3s 2p 2s 1s n = 3 n = 2 n = 1 Ne 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 [Ne] 3s 2 3p 3

54 Elektronenkonfiguration von 19 K: vereinfacht: 4s 3p 3s 2p 2s 1s Energie n = 4 n = 3 n = 2 n = 1 Ar 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 [Ar] 4s 1

55 Elektronenkonfiguration von 31 Ga: vereinfacht: 4p 3d 4s 3p 3s 2p 2s 1s Energie n = 4 n = 3 n = 2 n = 1 Ar 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 1 [Ar] 4s 2 3d 10 4p 1

56 C Ne P Cl Ar

57 Aufgabe 16

58 Kugelwolkenmodell IIIIIIIVVVIVIIVIII HHe LiBeBCNOFNe NaMgAlSiPSClAr

59 Kugelwolkenmodell IIIIIIIVVVIVIIVIII HHe LiBeBCNOFNe NaMgAlSiPSClAr

60 Natrium im Kugelwolkenmodell Na


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