Tool: Elektronenkonfiguration von Atomen und Ionen – Energiestufenmodell und Schalenmodell
Wie kann man die Elektronenkonfiguration modellhaft darstellen?
Aufgaben
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Stelle die Elektronenkonfiguration vom Wasserstoff-Atom (H) dar.
Tipp: Wähle links das Werkzeug Elektron und tippe dann auf eine
Energiestufe oder Schale, um Elektronen zu setzen. Mit dem Werkzeug Löschen
entfernst du Elektronen wieder.
Energiestufenmodell
Schalenmodell
Energiestufen- und Schalenmodell
Die Elektronen eines Atoms umgeben den Kern nicht regellos, sondern halten sich in bestimmten
Energiebereichen auf. Diese Bereiche lassen sich auf zwei Arten darstellen – beide zeigen
dieselbe Information.
Energiestufenmodell
Jede waagrechte Linie steht für eine Energiestufe. Die unterste Stufe
(n = 1) hat die niedrigste Energie; weiter oben liegende Stufen sind energiereicher
(der Pfeil E zeigt nach oben). Elektronen besetzen immer zuerst die unterste freie Stufe.
Schalenmodell
Hier wird die Elektronenverteilung räumlich gezeichnet: Die Elektronen sitzen auf
konzentrischen Schalen um den Kern. Die innerste Schale (n = 1) liegt am
nächsten zum Kern, die nächste (n = 2) weiter außen und so weiter.
Wie viele Elektronen passen hinein?
In den hier betrachteten Fällen gilt: Die erste Stufe (innerste Schale) fasst höchstens
2 Elektronen, jede weitere bis zu 8 Elektronen. Erst
wenn eine Stufe voll ist, beginnt die nächste.
Elektronenkonfiguration
Die Verteilung lässt sich kurz aufschreiben – etwa beim Magnesium-Atom als
12 28 32:
2 Elektronen auf der ersten, 8 auf der zweiten und 2 auf der dritten Stufe.
Atome und Ionen
Bei einem Ion stimmt die Elektronenzahl nicht mit der Protonenzahl überein:
Ein Kation (z. B. Na+) hat Elektronen abgegeben, ein
Anion (z. B. Cl−) welche aufgenommen. Häufig erreichen
Ionen dadurch eine voll besetzte äußere Schale – die stabile
Edelgaskonfiguration.