Inhaltsverzeichnis
Um entartete Orbitale wiederum unterschieden zu können, führen wir zwei zusätzliche Quantenzahlen ein.
Magnetquantenzahl
Die Magnetquantenzahl beschreibt die räumliche Ausrichtung, die das Orbital in Bezug auf äußeres Magnetfeld einnimmt.
Merke
Die Magnetquantenzahl $ m $ ist von der Nebenquantenzahl $ l $ abhängig. Die notwendige Gleichung für den Wertebereich der Magnetquantenzahlen ist:
Methode
So ergibt sich für die p-Orbitale (l = 1) für $ m = -1, 0, +1 $
Merke
Spinquantenzahl
Eine weitere Quantenzahl, die wir für unser Orbitalmodell benötigen, ist die Spinquantenzahl $ s $.
Mit der Spinquantenzahl lässt sich eine Aussage bezüglich der Rotation (SPIN) eines Elektron treffen. Alle Elektronen haben gemein, dass sie um ihre eigene Drehachse rotieren. Diese Rotation erfolgt mit oder entgegen des Uhrzeigersinns. Um beide Drehrichtungen auseinander halten zu können kennzeichnet man diese mit $ - \frac{1}{2} $ oder $ + \frac{1}{2} $
Merke
In der nachfolgenden Abbildung sind die entsprechenden Pfeile für 8 Elektronen eingezeichnet.
Beispiel
Regeln zur Verteilung der Elektronen
Damit Ihnen bei der richtigen Verteilung der Elektronen kein Fehler unterläuft, stellen wir Ihnen nun ein paar Richtlinien/Regeln vor:
Methode
Regel 1: Die Besetzungsreihenfolge der Orbitale ist immer in Richtung zunehmender Orbitalenergie.
Regel 2: Pro Orbital können nur zwei Elektronen mit unterschiedlichem Spin aufgenommen werden.
Regel 3: Einhaltung des Pauli-Prinzips, welches besagt, dass sich die Elektronen in der Atomhülle mindestens in einer der Quantenzahlen $ ( n, m, l, s) $ unterscheiden müssen.
Regel 4: Einhaltung der Hund'schen Regel, welche besagt, dass Orbitale gleicher Energie, als mit gleicher Hauptquantenzahl $ n $ und gleicher Nebenquantenzahl $ l $ zu Beginn immer mit einem Elektron eines Spins besetzt werden.
Vielleicht ist es Ihnen ja aufgefallen, aber jede dieser Regeln haben wir in der obigen Abbildung beachtet. Sollten Sie es nicht gemerkt haben, dann schauen sich nachfolgend:
Dem 1s-Orbital wurde das erste Elektron zugeteilt. (Regel 1)
Mit einem zweiten Elektron wurde das 1s-Orbital vervollständigt. (Regel 2)
Die zwei nächsten Elektronen mit unterschiedlichen Spins ( $\uparrow \downarrow $) wurden dem 2s-Orbital zugefügt (Regel 3).
Pro 2p-Orbital wurde ein Elektron verteilt (Regel 4).
Nun sind alle 2p-Orbitale einfach besetzt und man beginnt die Elektronen zu paaren.
In unserem Fall ist die Elektronenkonfiguration für das Element Sauerstoff:
Methode
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