+2 - Spalatin Gymnasium

Elektronenverteilung im
Bohr-Sommerfeld-Modell
Wie die Plätze mit Elektronen besetzt werden,
dafür gibt es 3 Gesetze:
(1)
Das Pauli-Prinzip: (ohne Ausnahme gültig)
Nur 2 Elektronen pro Orbital
(2)
Niedrige Energieniveaus werden zuerst
besetzt. (Ausnahmen möglich)
(3)
Hund’sche Regel: (Ausnahmen möglich)
Der Gesamt-Spin ist so groß wie möglich.
2.3. Oxidationsstufen nach Bohr-Sommerfeld
In der Elektronenkonfiguration von NGElementen gibt es einige Unregelmäßigkeiten.
Beispiel 1: Chrom
theoretisch:
praktisch:
Cr: [Ar]
Cr: [Ar]
4s
3d
4s
3d
Erkenntnis: Die
wird hier
HalbHund‘sche
besetzte Regel
Unterniveaus
stärker
beachtet
sind
relativ
stabil.als die Regel,
niedrige Energieniveaus zuerst
aufzufüllen.
Beispiel 2: Kupfer
theoretisch:
praktisch:
Cu: [Ar]
Cu: [Ar]
4s
3d
4s
3d
Erkenntnis: Voll
d-Unterniveaus
Das besetzte
volle Besetzten
des großen
sind
besonders3dstabil.
Unterniveaus
ist den
Elektronen offenbar wichtiger
als die Regel, niedrige Energieniveaus zuerst aufzufüllen.
Folgerung für die Oxidationsstufen
Statt von Außen-Elektronen spricht man von
Valenz-Elektronen. Dies sind:
• bei HG-Elementen:
Elektronen der äußersten Schale
Beispiel:
Sn: [Kr]
5s
4d
5p
• bei NG-Elementen: Elektronen der äußersten
Schale und d-Elektronen der vorletzten Schale
Beispiel:
Fe: [Ar]
4s
3d
Statt der Oktett-Regel gibt es beim Bohr-Sommerfeld‘schen Atommodell mehrere mehr oder
minder stabile Zustände der Elektronenhülle.
Angestrebt werden leere, halbvolle oder voll
besetzte Valenz-Niveaus.
Beispiel 1:
Beispiel 2:
Beispiel 3:
+4 –2
CO2
+2 –2
CO
+2
–2
FeO
+3
–2
Beispiel 4: Fe2O3
C:
C:
Fe: [Ar]
Fe: [Ar]
1s
2s
2p
1s
2s
2p
4s
3d
4s
3d
Fazit:
Elemente aus dem d-Block (NGElemente) und aus dem p-Block
des PSE sind meist in mehreren
Oxidationsstufen stabil.
Beispiele:
2+
Fe / Fe
3+
2+
4+
Pb / Pb
2+
3+
4+
6+
Cr / Cr / Cr / Cr
Übung
+6 –2
Beispiel 5: CrO3
+1 +4 –2
Beispiel 6: H2SO3
+1 +7 –2
Beispiel 7: KMnO4
+1 –1
Beispiel 8: AgBr
+1 +7 –2
Beispiel 9: HClO4
+4 –2
Beispiel 10: SnO2
Cr: [Ar]
S: [Ne]
Mn: [Ar]
Ag: [Kr]
Cl: [Ne]
Sn: [Kr]
4s
3s
3d
3p
4s
3d
5s
4d
3s
5s
3p
4d
5p
Hinweis:
Nicht alle stabilen Oxidationsstufen können mit
diesem Modell erklärt werden.
Beispiel:
Cr: [Ar]
4s
3d
Die drei verbleibenden Valenz-Elektronen
in Cr3+ lassen sich nicht sinnvoll verteilen.
Dennoch ist dieses Ion sehr stabil.

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