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Transkript Ermittlung der Elektronenkonfiguration

Guten Tag und herzlich willkommen. In diesem Video geht es um das Periodensystem der Elemente, seinen Aufbau und die Elektronenkonfiguration. Als Vorkenntnisse sollte ihr solides Wissen über den Atombau, die Quantenzahlen und die Orbitale mitbringen. Ihr solltet wissen, was s-, p-, d- und f-Orbitale sind. Ziel des Videos ist es, die Struktur des Periodensystems im Rahmen der Beschreibung der Atome durch Quantenzahlen, besonders durch die Nebenquantenzahl l, die den Orbitalen entspricht, zu erläutern. Achtung! Das ist kein Video zum Erlernen von Quantenzahlen, Elektronenkonfiguration, Periodensystem der Elemente. Es geht hier darum, den prinzipiellen Aufbau des Periodensystems der Elemente abgeleitet von den Quantenzahlen euch näher zu bringen. Auf viele Details musste ich verzichten. Den Film habe ich in 5 Abschnitte untergliedert: 1. Die energetische Abfolge der Orbitale eines Atoms 2. Der 1. Eindruck vom Periodensystem der Elemente 3. Äußere Orbitale 4. Hauptgruppen und Nebengruppen 5. Namen der Hauptgruppen   1. Die energetische Abfolge der Orbitale eines Atoms Das wichtigste Kriterium für ein Orbital ist die Energie. Wir beginnen von unten nach oben mit steigender Energie. Dargestellt wurde zunächst der Grobaufbau, die Schalen. K, L, M und N. Wir wissen, dass die Schalen energetisch in Orbitale aufzuspalten sind. Bei der K-Schale gibt es keine Aufspaltung. Dort haben wir nur das 1s-Orbital. Die L-Schale setzt sich aus dem 2s- und dem 2p-Orbitalen zusammen. Die M-Schale besteht aus dem 3s-Orbital, den 3p-Orbitalen und den 3d-Orbitalen. Die N-Schale besteht aus dem 4s-Orbital, den 4p-Orbitalen und den 4d-Orbitalen. Man sieht hier schon die energetische Überlagerung der Orbitale der M und N-Schalen. Das geht auch so weiter. Ich möchte das andeuten, indem ich das 5s-Orbital einzeichne. Die Buchstaben K, L, M und N stehen stellvertretend für die Nummer der Schale oder die Hauptquantenzahl n. Eine andere Symbolik wird verwendet, wenn man die Orbitale angibt. Die Zahlen vor den Orbitalen entsprechen den entsprechenden Hauptquantenzahlen. Wir notieren somit: n ist die Hauptquantenzahl. Die Orbitale s, p, d und dann auch f werden durch l - die Nebenquantenzahl - definiert. Energetisch gleichwertige Orbitale kommen in unterschiedlicher Anzahl vor. Die s-Orbitale sind immer alleine vorhanden. Die p-Orbitale kommen 3-fach vor, die d-Orbitale 5-fach. Die Zahl der energetisch gleichwertigen Orbitale wird durch die Magnetquantenzahl vorgegeben. Genauer gesprochen liefern die unterschiedlichen Magnetquantenzahlen, die sich aus einer bestimmten Nebenquantenzahl ergibt, die Zahl der Orbitale. Außerdem wissen wir, dass 2 Elektronen auf ein und demselben Orbital einen unterschiedlichen Spin nach dem Pauliprinzip haben müssen. Das wird durch die sogenannte Spinquantenzahl gewährleistet. Wie kommt man nun von den Quantenzahlen zum Periodensystem der Elemente?   2. Der 1. Eindruck vom Periodensystem der Elemente Das Periodensystem der Elemente kann man grob in 4 Blöcke unterscheiden. Zum Ersten gibt es diesen großen gelben Block. Der zweite Block ist dieser große helllila farbene. Zwischen beiden liegt dieser bordeauxfarbene Block und schließlich noch dieser lang gezogene braune Block. Wodurch unterscheiden sich diese 4 Blöcke? Sie unterscheiden sich 3. durch die äußeren Orbitale der entsprechenden Elemente. Zu bemerken ist, dass der gelbe Block noch über eine kleine Enklave verfügt. Ein einzelnes Element, welches durch Quantenzahlen charakterisiert zu ihm gehört. Die äußeren Orbitale der Elemente der gelben Blöcke sind jeweils s-Orbitale. Die Atome der Elemente des helllilanen Blocks haben p-Orbitale als äußere Orbitale. Die äußeren Orbitale der Atome des karminroten Blocks sind d-Orbitale. Die äußeren Orbitale der Atome des braunen Blocks sind f-Orbitale. Die Enklave der s-Orbitale rechts oben ist das Helium-Atom.   4. Hauptgruppen und Nebengruppen Wenn wir das Periodensystem der Elemente zukünftig besprechen werden, werden wir es mit Haupt- und Nebengruppen zu tun haben. Sämtliche sogenannte s-Elemente gehören zu den Hauptgruppen. Das Gleiche trifft auch für die p-Elemente zu. Alle Elemente, deren Atome als äußere Orbitale d-Orbitale besitzen, zählen zu den Nebengruppenelementen. Die f-Elemente zählen weder zu den Haupt- noch zu den Nebengruppenelementen. Es handelt sich hier um ausgelagerte Reihen der Lanthanoide bzw. Actinoide.   5. Namen der Hauptgruppen Die Hauptgruppen besitzen bestimmte Namen. Umgangssprachlich werden sie häufig benutzt. Daher möchte ich sie jetzt nennen. Die erste Hauptgruppe, der erste gelbe Elementestreifen von oben nach unten enthält die Alkalimetalle, aber auch das Element Wasserstoff. Der Streifen daneben ist die 2. Hauptgruppe. Das sind die Erdalkalimetalle. Mit der 3. Hauptgruppe beginnen die p-Elemente. Das sind die sogenannten Erdmetalle. Gehen wir noch weiter nach rechts, kommen wir in die 4. Hauptgruppe, die Kohlenstoffgruppe. Dieser schließt sich die 5. Hauptgruppe, die Stickstoffgruppe, an. Gefolgt wird sie von der 6. Hauptgruppe, den Chalkogenen. Darauf folgt die 7. Hauptgruppe, die Halogene. Abgeschlossen werden die Hauptgruppen durch die 8. Hauptgruppe, die Edelgase. Zum Abschluss möchte ich noch den gesamten Inhalt dieses Videos in einem Bild zusammenfügen. Mit dieser Übersicht möchte ich schließen. Ich wünsche euch viel Erfolg und alles Gute. Auf Wiedersehen.

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1 Kommentar
  1. Default

    Super erklärt!

    Von N3rd, vor mehr als 4 Jahren