Orbitalmodell
Englisch: atomic orbital model
Definition
Das Orbitalmodell ist ein Atommodell, das die Verteilung der Elektronen um den Atomkern beschreibt. Es basiert auf der quantenmechanischen Beschreibung von Elektronen als Wellenfunktion, die bestimmte Energiezustände annehmen können.
Einteilung
Es gibt verschiedene Arten von Orbitalen, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften haben und für bestimmte chemische Reaktionen von Bedeutung sind. Die Orbitale werden nach ihrem Energieniveau unterschieden in:
- s-Orbitale haben eine kugelförmige Symmetrie und liegen direkt am Atomkern an. Sie können maximal zwei Elektronen enthalten und sind für die Bindungsbildung in Molekülen von großer Bedeutung. Ein s-Orbital hat keine anderen Orbitale auf seinem Energieniveau.
- p-Orbitale haben eine hantelförmige Symmetrie und liegen senkrecht auf den Achsen der kugelförmigen s-Orbitale. Jedes p-Orbital kann maximal zwei Elektronen enthalten. Es gibt insgesamt drei verschiedene p-Orbitale (px, py und pz), die sich in ihrer Orientierung im Raum unterscheiden.
- d-Orbitale können bis zu zehn Elektronen enthalten. Von den insgesamt fünf d-Orbitalen haben vier eine rosettenförmige Struktur. Ein d-Orbital ist hantelförmig, mit einem zusätzlichen Ring.
- f-Orbitale haben eine komplexe, teilweise nicht vollständig verstandene Form. Sie können bis zu 14 Elektronen enthalten und werden bei den Lanthanoiden und den Actinoiden mit Elektronen besetzt.
Es wird bei Atomen mit mehreren Elektronen davon ausgegangen, dass die Elektronen unter Einbeziehung des Pauli-Prinzips auf die Orbitale verteilt sind. Dieser Vorgang wird als Elektronenkonfiguration bezeichnet und ist häufig eine geeignete Annäherung an die Struktur der Atomhülle.