Das Orbitalmodell und der Welle-Teilchen-Dualismus
Das Orbitalmodell erweitert das Bohr-Sommerfeldsche Atommodell um Unterschalen und beschreibt Elektronen sowohl als Wellen als auch als Teilchen. Dieser Welle-Teilchen-Dualismus zeigt sich in Doppelspaltexperimenten, bei denen Elektronen Interferenzmuster erzeugen.
Definition: Der Welle-Teilchen-Dualismus besagt, dass Elektronen sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften aufweisen können, je nach experimenteller Anordnung.
Das Modell verwendet vier Quantenzahlen zur genauen Beschreibung der Elektronen in Orbitalen:
- Hauptquantenzahl n
- Nebenquantenzahl l
- Magnetquantenzahl m
- Spinquantenzahl s
Highlight: Orbitale sind Räume, in denen Elektronen mit über 90% Wahrscheinlichkeit anzutreffen sind.
Es gibt verschiedene Orbitaltypen mit charakteristischen Formen:
- s-Orbitale kugelfo¨rmig
- p-Orbitale hantelfo¨rmig
- d-Orbitale fu¨nfenergiegleicheVarianten
- f-Orbitale siebenenergiegleicheVarianten
Wichtige Aufbauprinzipien für die Elektronenkonfiguration sind:
- Energieprinzip: Unterschalen werden in einer bestimmten Reihenfolge besetzt
- Pauli-Prinzip: Maximal zwei Elektronen pro Orbital mit entgegengesetztem Spin
- Hundsche Regel: Orbitale gleicher Energie werden zunächst einzeln besetzt
Beispiel: Die Elektronenverteilung des Kohlenstoffatoms wird gemäß dieser Prinzipien aufgebaut.
Das Orbitalmodell liefert somit eine detaillierte Beschreibung der Elektronenstruktur von Atomen und erklärt wichtige Phänomene wie den Welle-Teilchen-Dualismus.
