Elektronenverteilung im Bohr-Sommerfeld-Modell

Präsentation zum Thema: "Elektronenverteilung im Bohr-Sommerfeld-Modell"—  Präsentation transkript:

1 Elektronenverteilung im Bohr-Sommerfeld-Modell
Wie die Plätze mit Elektronen besetzt werden, dafür gibt es 3 Gesetze: (1) (2) (3) Das Pauli-Prinzip: (ohne Ausnahme gültig) Nur 2 Elektronen pro Orbital Niedrige Energieniveaus werden zuerst besetzt. (Ausnahmen möglich) Hund’sche Regel: (Ausnahmen möglich) Der Gesamt-Spin ist so groß wie möglich.

2 2.3. Oxidationsstufen nach Bohr-Sommerfeld
In der Elektronenkonfiguration von NG-Elementen gibt es einige Unregelmäßigkeiten. Beispiel 1: Chrom 4s d Cr: [Ar] theoretisch: 4s d Cr: [Ar] praktisch: Erkenntnis: Halb besetzte Unterniveaus sind relativ stabil. Die Hund‘sche Regel wird hier stärker beachtet als die Regel, niedrige Energieniveaus zuerst aufzufüllen.

3 Beispiel 2: Kupfer Cu: [Ar] theoretisch: Cu: [Ar] praktisch:
4s d Cu: [Ar] theoretisch: 4s d Cu: [Ar] praktisch: Erkenntnis: Voll besetzte d-Unterniveaus sind besonders stabil. Das volle Besetzten des großen Unterniveaus 3d ist den Elektronen offenbar wichtiger als die Regel, niedrige Energie-niveaus zuerst aufzufüllen.

4 Folgerung für die Oxidationsstufen
Statt von Außen-Elektronen spricht man von Valenz-Elektronen. Dies sind: bei HG-Elementen: Elektronen der äußersten Schale 5s d p Beispiel: Sn: [Kr] bei NG-Elementen: Elektronen der äußersten Schale und d-Elektronen der vorletzten Schale 4s d Beispiel: Fe: [Ar]

5 Angestrebt werden leere, halbvolle oder voll besetzte Valenz-Niveaus.
Statt der Oktett-Regel gibt es beim Bohr-Som-merfeld‘schen Atommodell mehrere mehr oder minder stabile Zustände der Elektronenhülle. Angestrebt werden leere, halbvolle oder voll besetzte Valenz-Niveaus. 1s 2s p C: +4 –2 Beispiel 1: CO2 1s 2s p C: +2 –2 Beispiel 2: CO 4s d Fe: [Ar] +2 –2 Beispiel 3: FeO 4s d Fe: [Ar] +3 –2 Beispiel 4: Fe2O3

6 Fazit: Elemente aus dem d-Block (NG-Elemente) und aus dem p-Block des PSE sind meist in mehreren Oxidationsstufen stabil. Beispiele: Fe / Fe Pb / Pb Cr / Cr / Cr / Cr

7 Übung Cr: [Ar] Beispiel 5: CrO3 S: [Ne] Beispiel 6: H2SO3 Mn: [Ar]
4s d Cr: [Ar] Beispiel 5: CrO3 +6 –2 3s p S: [Ne] Beispiel 6: H2SO3 +1 +4 –2 4s d Mn: [Ar] Beispiel 7: KMnO4 +1 +7 –2 5s d Ag: [Kr] Beispiel 8: AgBr +1 –1 3s p Cl: [Ne] Beispiel 9: HClO4 +1 +7 –2 5s d p Sn: [Kr] Beispiel 10: SnO2 +4 –2

8 Hinweis: Nicht alle stabilen Oxidationsstufen können mit diesem Modell erklärt werden. 4s d Beispiel: Cr: [Ar] Die drei verbleibenden Valenz-Elektronen in Cr3+ lassen sich nicht sinnvoll verteilen. Dennoch ist dieses Ion sehr stabil.