Atommodell nach Bohr-Sommerfeld DIE NEUEN

Atommodell nach Bohr-Sommerfeld
DIE NEUEN ERKENNTNISSE VON SOMMERFELD
Problem:
In den Atomspektren der Mehrelektronensystemen treten mehr Spektrallinien auf, als aus den möglichen Übergängen des Bohrschen Atommodells
zu erwarten wären. Sommerfeld entwickelte die Theorie der Feinstruktur
von Spektrallinien.
Die neuen Erkenntnisse
Bei Atomen mit mehr als einem Elektron treten zwischen den Elektronen
Wechselwirkungen auf. Dies vervielfacht die möglichen Energiezustände.
Sommerfeld schlussfolgerte, dass die Energiezustände nicht nur durch die
Quantenzahl n (Hauptquantenzahl) beschrieben werden können. Er führte
drei weitere Quantenzahlen ein – Nebenquantenzahl l, Magnetquantenzahl
m und die Spinquantenzahl s.
DIE BEDEUTUNG DER QUANTENZAHLEN
Hauptquantenzahl n
Sie bestimmt die Größe des Orbitals und ist entscheidend für die Orbitalenergie. Je größer n, desto größer der Raum, der dem Elektron zur Verfügung steht (desto geringer die elektronendichte).
Nebenquantenzahl l (0 bis n-1)
Sie sagt etwas über die Gestalt des Orbitals aus. Orbitale können kugelförmig (s-Orbitale, l=0), hantelförmig (p-Orbitale, l=1), doppelhantelförmig (d-Orbitale, l=2) oder auch ganz andere Formen annehmen.
Magnetquantenzahl m (-l bis +l) (Verhalten im Magnetfeld)
Sie bestimmt die Orientierung des Orbitals im Raum. Die drei 2p-Orbitale
liegen auf den Koordinatenachsen des kartesischen Koordinatensystems
(2px mit m=-1, 2py mit m=0 und 2pz mit m=1).
Spinquantenzahl s
Diese Quantenzahl beschreibt den Eigendrehimpuls oder die Eigenrotation
des Elektrons. Der Spin kann Werte von +½ oder -½ annehmen.
BESETZUNGSREGELN DER ORBITALE MIT ELEKTRONEN
1. Aufbauprinzip
Die Elektronen besetzen zunächst die energieärmsten zur Verfügung stehenden Energieniveaus (zuerst s, dann p usw.).
2. Pauli-Prinzip
Zwei Elektronen in einem Mehrelektronensystem müssen sich in mindestens einer der vier Quantenzahlen unterscheiden.
3. Hundsche Regel
Energiegleiche (entartete) magnetische Niveaus werden so mit Elektronen
besetzt, dass eine maximale Anzahl ungepaarter Elektronen mit parallelen
Spin resultiert (erst einfach, dann doppelt besetzen).