Hintergrundinformationen

Kugelwolkenmodell von Kimball

 Informationstext “das Kugelwolkenmodell von Kimball”
Schwierigkeit des Textes 

Lückentext zum Kugelwolkenmodel

  Atommodelle im Vergleich

  • Jeder Stoff besteht aus kleinsten, unteilbaren Teilchen, den Atomen.
  • Alle Atome eines Elements haben das gleiche Volumen und die gleiche Masse.
    Die Atome unterschiedlicher Elemente unterscheiden sich in ihrem Volumen und in ihrer Masse.
     © Wikipedia, Demokrit, 28.01.2020, Angepasst von A.Spielhoff,  CC BY SA 3.0

  • Atome sind unzerstörbar. Sie können durch chemische Reaktionen weder vernichtet noch erzeugt werden.
  • Bei chemischen Reaktionen werden die Atome der Ausgangsstoffe nur neu angeordnet und in bestimmten Anzahlverhältnissen miteinander verbunden.
     © Wikipedia, John Dalton, 27.01.2020, CC BY SA 3.0

Möglichkeiten von Atomen:

  • Atome können Elektronen abgeben und werden dann zu elektrisch positiv geladenen Ionen (Kationen).
  • Atome können Elektronen aufnehmen und werden dann zu elektrisch negativ geladenen Ionen (Anionen).

  • Atome besitzen einen winzigen Atomkern, der aus positiven Protonen aufgebaut ist. Die Elektronen befinden sich in der Atomhülle.
  • Atome enthalten eine gleiche Anzahl von positiv geladenen Protonen und negativ geladenen Elektronen, daher sind Atome nach außen hin elektrisch neutral.

Das Schalenmodell wird durch das Kugelwolkenmodell von Kimball ersetzt welches eine eine Vereinfachung das Orbitalmodells ist.

  • Die Atomhülle mit Elektronen besteht aus mehreren Schalen.
    Jede Schale fasst eine bestimmte maximale Anzahl von Elektronen:
    • K-Schale=2
    • L- Schale=8
    • M-Schale=18
    • etc. (maximale Elektronen = 2Schalen 2)

  • Die Elektronen befinden sich in sogenannten Orbitalen.
    (Ein Orbital beschreibt einen bestimmten Bereich / Raum um einen Atomkerne, in dem sich ein Elektron mit einer Wahrscheinlichkeit von ungefähr 90 % aufhält.
    Die genaue Position des Elektrons kann nicht ermittelt werden.)
  • Jede Schale enthält eine bestimmte Anzahl von Orbitalen, die jeweils zwei Elektronen fassen.
    • K-Schale= 1 • s-Orbital,
    • L- Schale= 1 • s-Orbital, 3 • p-Orbitale,
    • M-Schale= 1 • s-Orbital, 3 • p-Orbitale, 5 • d-Orbitale.
    • (Anzahl Orbital = Schalen 2)
  • Die s-Orbitale sind kugelförmig, die p-Orbitale hantelförmig, die d & f -Orbitale recht komplex
  • Die Orbitale einer Schale werden zunächst alle einfach und dann doppelt besetzt (Pauli-Prinzip / Verbot).
  • Bindungen entstehen durch Überlappung einfach besetzter Orbitale.

Das Kugelwolkenmodell ist eine Vereinfachung des Orbitalmodells.

  • Die Elektronen befinden sich in „kugelförmigen Ladungswolken“ (kurz: Kugelwolken).
  • Jede Schale enthält eine bestimmte Anzahl von Kugelwolken, die jeweils maximal zwei Elektronen fassen.
    • K-Schale=1 Kugelwolke,
    • L- Schale=4 Kugelwolke,
    • M-Schale=9 etc. Kugelwolke etc.
    • (Anzahl Kugelwolken = Schalen 2)
  • In der äußersten Schale können sich nie mehr als 4 Kugelwolken (also maximal 8 Elektronen) befinden, wobei die Kugelwolken den größtmöglichen Abstand zueinander einnehmen.
  • Die Kugelwolken einer Schale werden zunächst alle einfach und dann doppelt besetzt.
  • Bindungen entstehen durch Überlappung einfach besetzter Kugelwolken.

Das Kugelwolkenmodell und die Lewis-Formel

In der folgenden Tabelle sind die ersten 18 Atome als Kugelwolkenmodell und Lewis-Formel dargestellt.

I

II

III

VI

V

VI

VII

VIII

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