Um diese Frage zu beantworten, schauen wir uns zunächst die verschiedenen Quantenzahlen an und wie sie das Elektron im 2px-Orbital charakterisieren. Dann vergleichen wir diese Quantenzahlen mit denen der anderen Elektronen im Kohlenstoffatom. Überlege was die einzelnen Quantenzahlen bedeuten.
Um diese Frage zu beantworten, schauen wir uns zunächst die verschiedenen Quantenzahlen an und wie sie das Elektron im 2px-Orbital charakterisieren. Dann vergleichen wir diese Quantenzahlen mit denen der anderen Elektronen im Kohlenstoffatom. Überlege was die einzelnen Quantenzahlen bedeuten.
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Schauen wir uns die einzelnen Quantenzahlen an:
Hauptquantenzahl (n): Gibt das Energieniveau an. Für das 2px-Orbital ist n = 2.
Nebenquantenzahl (l): Gibt die Form des Orbitals an. Für p-Orbitale ist l = 1.
Magnetquantenzahl (m): Gibt die Orientierung des Orbitals im Raum an. Für das 2px-Orbital ist m = -1, 0 oder +1. Da es sich um das 2px-Orbital handelt, ist m = +1.
Spinquantenzahl (s): Gibt die Orientierung des Elektronenspins an. Diese kann +1/2 oder -1/2 sein.
Überlege nun in welcher Quantenzahl sich dieses Elektronen von allen unterscheidet. Dazu ist es hilfreicher die Konfiguration aller anderen Elektronen aufzuschreiben und zu vergleichen, welche Quantenzahl nur einmal vorkommt.
Für das Elektron im 2px-Orbital von Kohlenstoff gilt somit:
Hauptquantenzahl (n): 2
Nebenquantenzahl (l): 1
Magnetquantenzahl (m): +1
Spinquantenzahl (s): +1/2 oder -1/2
Jetzt vergleichen wir diese Quantenzahlen mit denen der anderen Elektronen des Kohlenstoffatoms.
1s²-Elektronen:
n = 1, l = 0, m = 0, s = +1/2 oder -1/2
2s²-Elektronen:
n = 2, l = 0, m = 0, s = +1/2 oder -1/2
2p²-Elektronen:
Elektron im 2py-Orbital: n = 2, l = 1, m = 0, s = +1/2 oder -1/2
Elektron im 2pz-Orbital: n = 2, l = 1, m = -1, s = +1/2 oder -1/2
Vergleichen wir die Quantenzahlen des Elektrons im 2px-Orbital mit denen der anderen Elektronen:
Hauptquantenzahl (n): n = 2 ist gleich für alle 2s und 2p Elektronen.
Nebenquantenzahl (l): l = 1 ist gleich für alle 2p Elektronen.
Magnetquantenzahl (m): m = +1 unterscheidet sich von den m-Werten der 2py (m = 0) und 2pz (m = -1) Elektronen.
Spinquantenzahl (s): Dieser Wert kann sich je nach Spinrichtung ändern, ist aber nicht eindeutig für nur ein Elektron.
Das Elektron im 2px-Orbital unterscheidet sich somit von den anderen Elektronen des Kohlenstoffatoms nur durch die Magnetquantenzahl (m).
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C00430
Die Quantenzahlen sind immer wieder Gegenstand von Fragen im Hamnat. Daher ist es sinnvoll alle 4 Quantenzahlen zu kennen mit Namen, Zeichen, und Bedeutung. Auch das Pauli-Prinzip solltest du kennen. Als Übung empfiehlt es sich auch verschiedene Elektronenkonfigurationen von verschiedenen Atomen aufzuschreiben, da dies auch mögliche Aufgaben im Hamnat sind. Diese zielen oft auf die Reihenfolge der Besetzung ab.
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