Atombau

Atombau und Chemische Bindung

Ein Crashkurs

Ionisierungsenergien (Fo 6 - 7)

Das RUTHERFORDsche Modell konnte nicht erklären, wieso z.B. Natrium und Kalium extrem reaktiv sind, die Edelgase dagegen nicht. Unser Atommodell muss also erweitert werden.

In der Abbildung 4 sehen wir die Ionisierungsenergien der ersten 21 Elemente. Unter der Ionisierungsenergie versteht man die Energie, die man benötigt, um ein Elektron aus dem Atom zu entfernen. Das Elektron wird vom Atomkern angezogen, und um diese Anziehungskraft zu überwinden, benötigt man einen gewissen Energiebetrag, die Ionisierungsenergie. Die Anziehungskraft hängt wiederum von zwei wichtigen Faktoren ab: Je größer der Abstand zwischen Elektron und Atomkern, desto kleiner ist die Anziehungskraft (und somit auch die Ionisierungsenergie). Der zweite Faktor ist die Kernladungszahl, die die Anzahl der Protonen im Atomkern angibt. Je größer die Kernladungszahl, desto stärker die Anziehungskraft.

In dieser Abbildung sehen wir den soeben erläuterten Zusammenhang noch einmal graphisch aufbereitet.

Wenn man die Graphik mit den Ionisierungsenergieen näher analysiert, kann man drei wichtige Beobachtungen machen:

1. Innerhalb einer Periode steigt die Ionisierungsenergie.
2. Innerhalb einer Gruppe fällt die Ionisierungsenergie.
3. Beim Übergang von einer Periode zur nächsten fällt die Ionisierungsenergie stark ab.

Dafür gibt es folgende Erklärungen:

1. Innerhalb einer Periode nimmt die Kernladungszahl Z der Atome zu. Dadurch wird die F größer.
2. Innerhalb einer Gruppe nimmt der Abstand Kern - Elektronenhülle zu. Dadurch wird F kleiner.
3. Beim Übergang von einer Periode zur nächsten steigt r schlagartig an, weil eine neue Elektronenhülle „angelegt“ wird. Dadurch nimmt F schlagartig ab.

Das Schalenmodell des Atoms (Fo 8)

Wenn man mit Hilfe dieser gewonnenen Erkenntnisse das bisherige Atommodell modifiziert, kommt man unweigerlich vom Kern-Hülle-Modell zum Schalenmodell des Atoms, nach dem die Elektronenhülle in mehrere Schalen aufgeteilt ist, die zunehmenden Abstand vom Atomkern haben.

Die Abbildung hier zeigt vier Atome im Schalenmodell. Wie man leicht erkennen kann, passen nur zwei Elektronen auf die innerste Schale, die K-Schale. Auf die folgenden Schalen passen jeweils 8 Elektronen (Vereinfachung!).
 
 

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