Vorwissen: Das Energiestufenmodell (n = 1, 2, 3, …) und das Periodensystem. Wie viele Elektronen passen auf eine Energiestufe, und was verrät die Elektronenkonfiguration über Periode und Hauptgruppe?
AufgabeVerteile die Elektronen des gewählten Atoms auf die Energiestufen. Finde heraus, wie viele Elektronen auf jede Energiestufe passen. Gib die Elektronenkonfiguration in der Kurzschreibweise an.
Mit + oder einem Tipp auf die Energiestufe kommt ein Elektron dazu. Mit − oder einem Tipp auf ein Elektron wird eines entfernt.
Energiestufenmodell: Auf der Energiestufe n sitzen höchstens 2n² Elektronen (2, 8, 18, 32). Bis Calcium (Z = 20) ergibt sich die Verteilung eindeutig aus 2n², der Achterregel für die höchste besetzte Energiestufe (Edelgaskonfiguration) und dem Füllen von unten nach oben. Deshalb beginnt bei Kalium und Calcium schon die vierte Energiestufe, obwohl n = 3 bis zu 18 Elektronen aufnehmen könnte.
Ab Scandium (Nebengruppen) reichen diese Regeln nicht mehr aus: Die zweithöchste Energiestufe wächst auf bis zu 18 Elektronen. Strontium (2, 8, 18, 8, 2) und Barium (2, 8, 18, 18, 8, 2) aus dem Flammenversuch sind deshalb hier nicht dabei. Warum die Reihenfolge so ist, erklären erst die Orbitalmodelle.
Ionen: Die Kernladung bleibt gleich, nur die Zahl der Elektronen ändert sich. Die gebildeten Ionen haben die Elektronenkonfiguration eines Edelgases (Edelgasregel).
Für den Unterricht: Mit dem Link fuellen.html?bis=Ar fehlen Kalium und Calcium. Ohne Parameter sind alle Elemente bis Calcium sichtbar.
Wie das gerechnet und gezeichnet ist, steht ausführlich unter Methoden.