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2.5 Das Kugelwolkenmodell, KWM

Das Bohrsche Atommodell kann schon viel erklären; allerdings gibt es ein weiteres Atommodell, in dem die Elektronen nochmals in bestimmte gedachten Aufenthaltswahrscheinlichkeitsräumen. Das sind keine echten Räume sondern Bereiche in denen mit hoher Wahrscheinlichkeit sich gerade ein Elektron bis maximal zwei Elektronen aufhält (es könnte aber gerade, wenn auch mit geringerer Wahrscheinlichkeit, außerhalb dieses Bereichs sich bewegen). 

  • Das Kugelwolkenmodell ist ein vereinfachtes Orbitalmodell.
  • Das Kugelwolkenmodell ist nur für Hauptgruppenelemente geeignet.
  • Im Kugelwolkenmodell gelten die Heisenbergsche Unschärferelation, das Pauli-Prinzip und die Hundsche-Regel.

 Die Atome sehen nun etwas anders aus: 

 02 05 01 kugelwolkenmodell

 

2.5.1 Feinstruktur der Elektronenhülle

1. Heisenbergsche Unschärfebeziehung (1927)
Es ist nicht möglich, gleichzeitig den Ort, die Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung eines Elektrons anzugeben.

2. Elektronenwolke („Kugelwolke“, Orbital)
Für die Elektronen der Atomhülle lassen sich somit keine Bahnen, sondern nur Aufenthaltsbereiche angeben. Im Kugelwolkenmodell betracht man diese Aufenthaltsräume für Elektronen als kugelförmig.

3. Pauli-Prinzip
In einer „Kugelwolke“ (Orbital) können sich maximal 2 Elektronen aufhalten, die sich in einer bestimmten Eigenschaft (Spin) unterscheiden.

4. Regel von Hund
Energiegleiche „Kugelwolken“ (Orbitale) werden zunächst einzeln mit Elektronen besetzt.

Am Beispiel von Sauerstoff: 

 Kugelwolkenmodell von Sauerstoff