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razer
Anmeldungsdatum: 25.03.2005
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 razer Verfasst am: 30. Okt 2006 07:47 Titel: Atomphysik-Quantenzahlen |
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Während ich bei meiner Optikfrage NOCH nicht so richtig weiter weiß,hier eine Frage,die mich auch bedrückt:
9. Behandeln Sie das Bohrsche Aufbauprinzip des Periodensystems und erklären Sie mit Hilfe der radialen Elektronendichte, warum nach dem Element Ar die 4s-Schale und nicht die 3d-Schale gefüllt wird.
Was das Bohrsche Aufbauprinzip ist und das Bohrsche Atommodell weiß ich.Auch das Pauli Prinzip kenn ich.
Nur zur radialen Elektronendichte finde ich kaum was....weiß jemand die Antwort,wieso nach Argon zuerst die d-Schale besetzt wird und dann erst zurück zur s-schale gegangen wird?Es ist übrigens bei allen Edelgasen so..
mfg r.
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dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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| dermarkus Verfasst am: 30. Okt 2006 12:40 Titel: |
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Von welchen Grundlagen sollst du da ausgehen? Ich finde, wie du diese Aufgabe lösen musst, hängt stark davon ab, welche Vorkenntnisse und welches Können erwartet wird. Ist das eine Aufgabe fürs Studium, ist das vielleicht theoretische Physik, oder ist das eine allgemeine Experimentalphysikvorlesung, oder ist das eine Schulaufgabe?
Habt ihr in der Vorlesung schon das Wasserstoffproblem durchgerechnet und kennst du folglich schon die mathematischen Funktionen, die das 4s-Orbital und das 3d-Orbital beschreiben? Und kannst du aus dieser Funktionen die radiale Abhängigkeit entnehmen? Falls das der Fall ist, dann könnte es sein, dass du diese Aufgabe durch Rechnen und mit Formeln lösen sollst.
Falls du die mathematische Beschreibung der Orbitale nicht kennst, dann kennst du vielleicht statt dessen die grafischen Darstellungen dieser Orbitale. Falls das der Fall ist, dann kannst du versuchen, diesen grafischen Darstellungen des 3d- Orbitals und des 4s-Orbitals anzusehen, in welchem Fall die Elektronen in Schnitt weiter weg sind vom Kern.
Oder, falls du keinen der beiden obigen Punkte als Grundlage verwenden kannst oder sollst, dann sollst du dir vielleicht einfach direkt Gedanken machen: Was würdest du denn für das tieferliegende Orbital für eine Elektronenverteilung erwarten? Eine, die näher am Kern dran ist, oder eine, die weiter weg ist vom Kern? |
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razer
Anmeldungsdatum: 25.03.2005
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| razer Verfasst am: 30. Okt 2006 13:10 Titel: |
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is ne exphysikvorlesung...allerdings läuft die grade,sprich wir sind noch gar nicht so weit.skriptum gibts auch noch keines,hab nur diese fragen und den entliehenen demtröder.
ich versteh das so:das atom im grundzustand versucht den energetisch günstigsten zustand zu erreichen,daher müssen unter berücksichtigung von hund und pauli die energetisch niedrigeren schalen zuerst aufgefüllt werden. die 4s schale ist energetisch günstiger als die 3d,deswegen wird sie zuerst aufgefüllt.
wieso das so ist?naja vl wegen der orbitalgestalt.immerhin passen in ein s-orbital nur 2 elektronen und ind das 3 d passen ja mehr. klar ist,dass das 4s orbital prinipiell weiter vom kern weg ist als das 3d,da die hauptquantenzahl ja direkt in die formel für den bohr radius eingeht. allerdings weiß ich nicht,wie sich das verhält,wenn man die elektronendichte berücksichtigt.
mfg
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 30. Okt 2006 13:24 Titel: |
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| razer hat Folgendes geschrieben: | klar ist,dass das 4s orbital prinipiell weiter vom kern weg ist als das 3d,da die hauptquantenzahl ja direkt in die formel für den bohr radius eingeht. allerdings weiß ich nicht,wie sich das verhält,wenn man die elektronendichte berücksichtigt.
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Ich meine, da hast du schon genau den Punkt getroffen. Man würde zwar allgemein erwarten, dass Orbitale mit n=4 weiter weg sind vom Kern als Orbitale mit n=3, aber wenn man genauer hinschaut, dann ist ein Elektron im 4s-Orbital im Mittel ein bisschen näher am Kern als ein Elektron im 3d-Orbital.
| razer hat Folgendes geschrieben: | (...) hab nur diese fragen und den entliehenen demtröder.
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Das wundert mich ein bisschen. Nichts gegen Demtröder, aber spätestens im Studium geht der Trend zum Zweitbuch  |
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razer
Anmeldungsdatum: 25.03.2005
Beiträge: 58
Wohnort: austria
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| razer Verfasst am: 30. Okt 2006 13:33 Titel: |
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| dermarkus hat Folgendes geschrieben: | | razer hat Folgendes geschrieben: | klar ist,dass das 4s orbital prinipiell weiter vom kern weg ist als das 3d,da die hauptquantenzahl ja direkt in die formel für den bohr radius eingeht. allerdings weiß ich nicht,wie sich das verhält,wenn man die elektronendichte berücksichtigt.
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Ich meine, da hast du schon genau den Punkt getroffen. Man würde zwar allgemein erwarten, dass Orbitale mit n=4 weiter weg sind vom Kern als Orbitale mit n=3, aber wenn man genau hinschaut, dann ist ein Elektron im 4s-Orbital im Mittel ein bisschen näher am Kern als ein Elektron im 3d-Orbital. |
ok und ist das wegen der geometrischen gestalt so?ein s orbital ist ja ne kugel und ein d orbital so ne doppelhantel.
und wegen der elektronendichte:das heißt wenn die zwei elektronen des 4s orbitals im 3d orbital wären,dann wären sie weiter weg als wie sie es im 4s sind?
wie ist die radiale elektronendichte definiert?wie kann ich das maximum der elektronendichte zB vom 3 d orbital ausrechnen?
mfg
edit: was meinst du mit zweitbuch gg?
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 31. Okt 2006 01:10 Titel: |
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| razer hat Folgendes geschrieben: |
ok und ist das wegen der geometrischen gestalt so?ein s orbital ist ja ne kugel und ein d orbital so ne doppelhantel.
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Das würde ich auch vermuten. Offenbar scheint die mehr kugelförmige Verteilung im Mittel näher am Kern zu liegen als die Doppelhantel. Um das genau sagen zu können, müsste man das aber wohl rechnen.
| Zitat: |
und wegen der elektronendichte:das heißt wenn die zwei elektronen des 4s orbitals im 3d orbital wären,dann wären sie weiter weg als wie sie es im 4s sind?
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Ja. Darum hat Kalzium zwei Elektronen im 4s-Orbital und kein Elektron im 3d-Orbital.
| Zitat: |
wie ist die radiale elektronendichte definiert?
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Das ist eine Längendichte. Wenn du dir die Elektronenwolke vorstellst, die einem Elektron zugeordnet ist, das sich in einem Orbital befindet, und diese Elektronenwolke auf eine Achse projizierst, auf der der Radius aufgetragen ist, dann bekommst du ein Diagramm, in dem die radiale Elektronendichte dieses Elektrons aufgetragen ist.
| Zitat: |
wie kann ich das maximum der elektronendichte zB vom 3 d orbital ausrechnen?
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Dazu bräuchtest du die mathematische Beschreibung der Orbitale, die sich aus der Lösung des Wasserstoffproblems ergibt. Wenn ihr die noch nicht durchgenommen habt und du das trotzdem rechnen möchtest, dann könntest du versuchen, das in Quantenmechanik-Skripten oder -Büchern nachzuschlagen.
| Zitat: |
edit: was meinst du mit zweitbuch gg? |
So etwas wie die Literaturempfehlungsliste, die man meist am Anfang einer Experimentalphysikvorlesung zu hören bekommt. Oder der Tipp: Geh mal in der Unibibliothek an die Stelle des Regals, wo du den Demtröder gefunden hast, und da findest du eine schöne Auswahl von vielleicht 10 oder 20 verschiedenen Büchern, die dir alle prima weiterhelfen können.
Je nach persönlichem Geschmack könnten für dich da zum Beispiel Gerthsen, Alonso-Finn, Halliday-Resnick, Tipler, Bergmann-Schäfer, etc. in Frage kommen, wobei ich damit nichts gegen die vielen guten Bücher sage, die ich jetzt hier nicht mit aufgezählt habe.
Um, falls gewünscht, die Rechnungen und Lösungen zum Wasserstoffproblem zu finden, empfehle ich auch einen Blick in die Quantenmechanik-Regale der Bibliothek. |
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razer
Anmeldungsdatum: 25.03.2005
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| razer Verfasst am: 02. Nov 2006 19:22 Titel: |
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bin leider nicht früher dazu gekommen,dir zu antworten.
erstmal danke für deine hilfe:)
diese antwort ist sehr befriedigend für mich und ich denke,dass dies auch reicht.im zuge der quantenmechanik vorlesung aus theoretischer physik werden wir das sicher noch genauer machen...
mfg
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