Aufbau des Calciumatoms und Elektronenkonfiguration

Der Aufbau des Calciumatoms wird anhand des Schalenmodells erläutert. Calcium besitzt 20 Elektronen und 20 Protonen, verteilt auf 4 besetzte Elektronenschalen mit 2 Außenelektronen.

Die maximale Besetzung der Schalen wird durch die Formel Z₁ = 2n² berechnet, wobei n die Hauptquantenzahl ist. Dies führt zu folgender Verteilung:

Highlight: Die K-Schale kann maximal 2 Elektronen aufnehmen, die L-Schale 8, die M-Schale 18 und die N-Schale 32 Elektronen.

Das Energieniveauschema zeigt die Verteilung der Elektronen auf die verschiedenen Schalen und Unterschalen:

Example: Die Elektronenkonfiguration von Calcium lautet [Ar] 4s².

Für die Besetzung der Unterniveaus gelten folgende Regeln:

1. Das Aufbauprinzip: Energiearme Zustände werden zuerst besetzt.
2. Die Hundsche Regel: Energiegleiche Orbitale werden erst einfach besetzt.
3. Das Pauli-Prinzip: Jedes Orbital kann mit maximal 2 Elektronen mit unterschiedlichem Spin besetzt werden.

Vocabulary: Orbitale sind Bereiche im Atom, in denen sich Elektronen mit hoher Wahrscheinlichkeit aufhalten.

Die Elektronenkonfiguration wird oft in Kästchenschreibweise dargestellt, wobei jedes Kästchen ein Orbital repräsentiert und die Pfeile die Elektronen mit unterschiedlichem Spin symbolisieren.

Definition: Die Elektronenkonfiguration beschreibt die Verteilung der Elektronen auf die verschiedenen Energieniveaus und Orbitale eines Atoms.

Für die Elemente der 4. Periode soll eine detaillierte Tabelle erstellt werden, die die vollständige Elektronenkonfiguration für jedes Element zeigt.