【Jeden Tag eine Frage】Theoretische Grundlagen 2020.06.20
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Multiple-Choice-Frage: Die Valenzelektronenkonfiguration von Kobalt ist 3d74s2. Wie viele unpaare Elektronen befinden sich in den äußeren Orbitalen des Kobaltatoms? A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 Antwort: C Hinweis: Wer den Lösungsweg erläutern kann, erhält eine zusätzliche Belohnung. Die Antwort findet sich unter den Antworten
Dieser Beitrag wurde zuletzt von h20090630 am 20.6.2020 um 15:12 bearbeitet. Analyse: 7 Elektronen füllen die 5 degenerierten Orbitale der d-Bahn. Nach den Regeln von Hund gibt es 3 unpaare Elektronen.
C. 7 Elektronen füllen die 5 degenerierten Orbitale der d-Bahn; nach dem Hund’schen Regel gibt es 3 unpaarige Elektronen. Die Hund’sche Regel besagt, dass Elektronen, die in äquivalenten Orbitalen – also in den verschiedenen Orbitalen derselben Elektronenschale bzw. Elektronenunterschale – untergebracht sind, möglichst in unterschiedlichen Orbitalen Platz nehmen sollen, wobei ihre Spinrichtungen gleich sein müssen. Später wurde durch die Quantenmechanik nachgewiesen, dass eine solche Anordnung der Elektronen die niedrigste Energie ermöglicht. Daher kann auch die Hund’sche Regel in das Prinzip der niedrigsten Energie einbezogen werden. Hund’sches Regel – auch als Regel der äquivalenten Orbitalen bezeichnet. Elektronen, die sich im selben Elektronenunterschicht befinden, besetzen stets zuerst unterschiedliche Orbitalen, wobei ihre Spinrichtungen gleich sind. Wie die 3 p-Elektronen im Stickstoffatom in 3 p-Orbitalen verteilt sind und alle dieselbe Spinrichtung aufweisen. Wenn in den p-Orbitalen 3 Elektronen, in den d-Orbitalen 5 Elektronen und in den f-Orbitalen 7 Elektronen vorhanden sind, handelt es sich um eine stabile Struktur mit halb gefüllten Orbitalen. In diesem Fall werden zuerst 5 Elektronen in die 3d-Orbitale eingefügt. Anschließend werden jeweils 2 Elektronen in die beiden verbleibenden Orbitale gebracht. Es bleiben noch 3 freie Elektronen übrig.
Erklärung zur Antwort C: 7 Elektronen füllen die 5 degenerierten Orbitale der d-Orbitalreihe. Nach dem Hund’schen Regel gibt es 3 unpaarige Elektronen.