Elektronenkonfiguration und Ionen — Chemie, 14–17
Die Elektronen eines Atoms sind auf Energieniveaus verteilt. Diese Anordnung hilft dir vorherzusagen, wie Ionen entstehen und warum manche Elemente leichter reagieren als andere.
Die Elektronenanordnung ist wichtig
Ein Atom ist nicht einfach eine kleine Kugel aus positiven und negativen Ladungen. Seine Elektronen befinden sich auf Energieniveaus, wobei die äußeren Elektronen bei Reaktionen besonders wichtig sind. Gibt ein Atom Elektronen ab oder nimmt es auf, wird es zu einem geladenen Ion.
Warum werden Elektronen so angeordnet?
Chemiker brauchten eine Erklärung dafür, warum Natrium Na⁺ bildet, Neon aber kaum reagiert. Die Energieniveaus liefern eine brauchbare Antwort: Atome sind oft stabiler, wenn ihre Außenschale gefüllt ist. Durch Abgabe oder Aufnahme von Elektronen kann das geschehen, doch die Ladung ändert sich.
Vom Natriumatom zum Natriumion
Natrium hat die Ordnungszahl 11, also besitzt ein neutrales Atom 11 Elektronen: 2 in der ersten, 8 in der zweiten und 1 in der dritten Schale. Es kann das äußere Elektron abgeben. Der Kern hat weiterhin 11 Protonen, aber nur noch 10 Elektronen: Es entsteht Na⁺ mit der Verteilung 2,8.
Eine Schale ist keine Umlaufbahn
Es liegt nahe, sich Elektronen wie Planeten auf festen Bahnen um den Kern vorzustellen, weil Schalenbilder so wirken. Tatsächlich sind Schalen Energiebereiche und keine Bahnen, die du fotografieren könntest. Ein Ion ist außerdem kein anderes Element: Die Protonenzahl bleibt gleich, nur die Elektronenzahl ändert sich.
Elektronenanordnungen in Lampen
In einer Natriumdampflampe hebt elektrische Energie Natriumelektronen auf höhere Energieniveaus. Beim Zurückfallen senden sie Licht bestimmter Farben aus, wodurch das bekannte gelbe Leuchten entsteht. Die Farbe zeigt, dass Elektronenenergie nur bestimmte Werte annehmen kann.
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