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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
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