Elektronen in Schalen

Das Schalenmodell ist eigentlich kein neues Modell. Schon im Bohrschen Atommodell werden den Elektronen ja spezielle Kreisbahnen zugeordnet. Das Schalenmodell kann also als Vereinfachung des Bohrschen Modells aufgefasst werden, wobei der genaue Ort der Elektronen einfach ignoriert wird und nur die ungefähre Entfernung vom Kern ausschlaggebend ist. Da aber die Bohr'schen Elektronenbahnen quantenmechanisch keine Bedeutung haben, kann man das Schalenmodell auch als einen Übergang vom Bohrschen Modell zum Orbitalmodell deuten. Es abstrahiert von den klassischen Teilchenbahnen und gibt den Weg frei zu neuen, wellenmechanischen Ansätzen.

Anwendung findet das Schalenmodell in der Chemie, wo es noch einmal vereinfacht wird. An chemischen Bindungen können nämlich nur die äußeren Schalen beteiligt sein. Diese nennt man Valenzschalen. Die anderen Schalen werden zusammen mit dem Atomkern als Atomrumpf bezeichnet. Die Valenzschale ist in der Chemie und in der Molekülphysik von herausragender Bedeutung, da man chemische Bindungen oft sehr gut im Valenzbindungs-Modell beschreiben kann, in denen die Zahl der Valenzelektronen über die Bindungsmöglichkeiten entscheidet.

Die Schalenstruktur ist für jedes Atom charakteristisch. Anhand der Elektronenschalen kann man also feststellen, welche Atome sich in einem Gasgemisch befinden. Mit diesem atomaren "Fingerabdruck" kann man z.B. Gifte in sehr kleinen Konzentrationen aufspüren. Experimentelle Verfahren hierzu sind die optische Spektroskopie und die Photoelektronenpektroskopie. Mit letzterem Verfahren kann man sehr schön die Schalenstruktur erkennen, ein Bild davon gibt die Vergrößerte Abbildung zur Photoelektronenpektroskopie.

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Letzte Änderung: 11.12.2002