kinetische Energie der Elektronen< 13.6 eV

kinetische Energie der Elektronen> 13.6 eV

Wasserstoffatome

Kanal-strahl

Vakuum

Ionisierungsenergie von Wasserstoff: 13.6 eV

1.1.

1 mol 6.02 1023 Atome

Energie = 6.02 1023 5.1 eV = 3.07 1024 eV

NaNa

Na

m 23gn 1 mol

M 23g/mol

Energie = 3.07 1024 1.602 10 19 J = 492'000 J

2. Aus 11 Protonen, 10 Elektronen und 12 Neutronen

3. Die verbleibenden Elektronen werden vom Kern immer stärker

angezogen.

Ionisierungsenergien von Sauerstoff Ionisierungsenergien von Sauerstoff (Angaben in eV)(Angaben in eV)

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. IE1 IE2 IE3 IE4 IE5 IE6 IE7 IE8 13.6 35.2 54.9 77.4 113.9 138.1 739.1 871.1

IE 21.6 19.7 22.5 36.5 24.2 601 132

x 5.4

4. Feststellung: Die Ionisierungsenergien nehmen von IE1 bis IE6 ziemlich regelmässig zu.

Die Abtrennung des 7. und 8. Elektrons braucht unverhältnismässig viel mehr Energie.

5. Feststellung: Die für die Abtrennung der letzten beiden Elektronen benötigte Energie ist

jeweils sehr viel grösser als die übrigen Ionisierungsenergien.

6. Feststellung:Bereits vom 1. zum 2. Elektron tritt eine sprunghafte Erhöhung der Ionisierungsenergie auf. Danach steigen die Werte bis zum 9. Elektron ziemlich regelmässig an. Die Ionisierungsenergie für die letzten beiden Elektronen ist wieder unverhältnismässig hoch.

Ionisierungsenergien (eV)Ionisierungsenergien (eV)

Nr. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

1 H 13.6

2 He 24.6 54.4

3 Li 5.4 75.6 122.4

4 Be 9.3 18.2 153.9 217.7

5 B 8.3 25.1 37.9 259.3 340.1

6 C 11.3 24.4 47.9 64.5 391.9 489.8

7 N 14.5 29.6 47.4 77.5 97.9 551.9 666.8

8 0 13.6 35.2 54.9 77.4 113.9 138.1 739.1 871

9 F 17.4 35.0 62.6 87.2 114.2 157.1 185.1 954 1100

10 Ne 21.6 41.0 64.0 97.1 126.4 157.9 207.0 238 1190 1350

11 Na 5.1 47.3 71"6 98.9. 138.6 172.4 208.4 264 300 1460 1649

12 Mg 7.6 15.0 80.1 109.3 141.2 186.7 225.3 266 328 367 1762 1962

13 Al 6.0 18.8 28.4 120.0 153.8 190.4 241.9 285 332 399 442 2085 2304

14 Si 8.1 16.3 33.5 45.1 166.7 205.1 246.4 303 349 407 476 523 2437 2673

15 P 11.0 19.7 30.1 51.4 65.0 220.4 263.3 309 380 433 480 560 611 2816 3070

16 S 10.4 23.4 35.0 47.3 72.5 88.0 281.0 329 379 459 505 564 651 707 3224 3494

17 Cl 13.0 23.8 39.9 53.5 67.8 96.7 114.3 348 399 453 529 591 657 750 809 3658 3946

18 Ar 15.8 27.6 40.9 59.8 75.0 91.3 124.0 144 434 494 539 618 686 755 854 918 4121 4426

19 K 4.3 31.8 46.0 60.9 83.0 101.0 120.0 155 176 501 564 629 714 787 862 968 1034 4610 4933

20 Ca 6.1 11.9 51.2 67.0 84.0 111.0 127.0 151 189 211 591 656 726 817 895 974 1087 1157 5129 5470

Nr. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

Schalenmodell für NatriumSchalenmodell für Natrium

Valenzelektronen

kleinste Ionisierungsenergie grösste potentielle Energie

Elektronen der innersten Schale

grösste Ionisierungsenergie kleinste potentielle Energie

Schalenmodell für NatriumSchalenmodell für Natrium

3. Periode 3 Schalen

Hauptgruppe I

3. Periode

Hauptgruppe I 1 Valenzelektron

Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18IE 15.8 27.6 40.9 59.8 75 91.3 124 144 434 494 559 618 686 755 854 918 4121 4426IE   11.8 13 19 15 16 33 20 290 60 65 59 68 69 99 64 3203 305

3. Schale M-Schale

2. Schale L-Schale

1. Schale K-Schale

3s

2s

1s

En

erg

ie 2p

3p

Besetzung der EnergieniveausAbtrennung von ElektronenArgon

Besetzung der SchalenElement Schale Per-

iode Haupt-gruppe

1. 2. 3. 4. 5.

3Li 2 1 2 I

10Ne 2 8 2 VIII

11Na 2 8 1 3 I

12Mg 2 8 2 3 II

18Ar 2 8 8 3 VIII

19K 2 8 8 1 4 I

20Ca 2 8 8 2 4 II

21Sc 2 8 9 2 4 ––

30Zn 2 8 18 2 4 ––

31Ga 2 8 18 3 4 III

36Kr 2 8 18 8 4 VIII

37Rb 2 8 18 8 1 5 I

38Sr 2 8 18 8 2 5 II

39Y 2 8 18 9 2 5 ––

48Cd

2

8

18

18

2

5

––

2 610

2 610

Die 3. Schale hat3 Untergruppen:

s tiefste Energiep höhere Energied höchste Energie

Energienivauschema

Schale maximale Zahl von Elektronen

1.2 3.2 5.2 7.2

1. s 2

2. s 4 p 10

3. s 12 p 18 d 30

4. s 20 p 36 d 48 f 71

5. s 38 p 54 57 d 80 f 103

6. s 56 p 86 89 d 112 f

7. s 88 p 118 d f

Aufbauhilfe

*

*

*

*

*

*

*

57

89

PSE

Elektronenkonfiguration von 32Ge:

vereinfacht:

4p

3d4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

ner

gie

n = 4

n = 3

n = 2

n = 1

Ar

1s22s22p63s23p64s23d104p2

[Ar] 4s23d104p2

Energieniveauschema von Energieniveauschema von 3232GeGe

Elektronenkonfiguration von 17Cl:

vereinfacht:

En

erg

ie

3p

3s

2p

2s

1s

n = 3

n = 2

n = 1

Ne

1s22s22p63s23p5

[Ne]3s23p5

13. Um welche Elemente handelt es sich bei folgenden Elektronenkonfigurationen?

....4p65s24d2 40Zr

...4d105p4 52Te

...6s25d14f7 64Gd

12. Wie lautet die Elektronenkonfiguration von Os und von Cu?

76Os [Xe]6s25d14f145d5 [Xe]6s24f145d6

29Cu [Ar]4s23d9 (nach PSE: [Ar]4s13d10)

14. Ordne die Elemente und Elektronenkonfigurationen einander richtig zu:

[Kr]5s24d105p4 52Te

[Xe]6s24f145d10 80Hg

[Kr]5s24d5 43Tc

[Xe]6s25d14f14 71Lu

[Rn]7s26d15f5

94Pu (nach PSE: [Rn]7s25f6)

s- und p-Orbitales- und p-Orbitale

d-Orbitaled-Orbitale

f-Orbitalef-Orbitale

C

Kohlenstoff im KugelwolkenmodellKohlenstoff im Kugelwolkenmodell

AtomrumpfKern und innere Schalen

Valenzelektronen

C

Elektronenkonfiguration von 6C:

2p

2s

1s

E

ner

gie

n = 2

n = 1

[He]2s22p2

Kugelwolkenmodell

zy

zy

x

zy

C

Sauerstoff 8O:

Ene

rgie

n = 2

n = 1

Kugelwolkenmodell

zy

zy

zy

x

Elektronenkonfiguration von 17Cl:

vereinfacht:

En

erg

ie

3p

3s

2p

2s

1s

n = 3

n = 2

n = 1

Ne

1s22s22p63s23p5

[Ne]3s23p5

Elektronenkonfiguration von 15P:

vereinfacht:

En

erg

ie

3p

3s

2p

2s

1s

n = 3

n = 2

n = 1

Ne

1s22s22p63s23p3

[Ne]3s23p3

Elektronenkonfiguration von 19K: vereinfacht:

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

ner

gie

n = 4

n = 3

n = 2

n = 1

Ar

1s22s22p63s23p64s1

[Ar]4s1

11. Wie lautet die Elektronenkonfiguration dieser Elemente?

6C: [He]2s22p2

10Ne: [He]2s22p6

15P: [Ne]3s23p3

17Cl: [Ne]3s23p5

18Ar: [Ne]3s23p6

C

Ne

P

Cl

Ar

S S + 2e– S2–

Na Na – e– Na+

Sr Sr – 2e– Sr2+

Al Al – 3e– Al3+

Br Br + e– Br–

N N + 3e– N3–

Aufgabe 16

KugelwolkenmodellKugelwolkenmodellI II III IV V VI VII VIII

H He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

Natrium im KugelwolkenmodellNatrium im Kugelwolkenmodell

Na