Um alle Funktionen dieser Seite zu nutzen, aktivieren Sie bitte die Cookies in Ihrem Browser.
my.chemie.de
Mit einem my.chemie.de-Account haben Sie immer alles im Überblick - und können sich Ihre eigene Website und Ihren individuellen Newsletter konfigurieren.
- Meine Merkliste
- Meine gespeicherte Suche
- Meine gespeicherten Themen
- Meine Newsletter
SchalenmodellDer Begriff des Schalenmodell wird in der Physik in dreierlei Zusammenhang verwendet. Erstens versteht man darunter ein physikalisch-mathematisches Modell zur Beschreibung des Aufbaus von Atomen, zweitens ein physikalisches Modell zur Beschreibung des Aufbaus von Atomkernen im Rahmen der Kernphysik. Schließlich wird in der Astronomie, Geodäsie und Geophysik der Aufbau von Planeten und anderer Himmelskörpern durch innere, zwiebelförmig angeordnete Schalen gleicher Dichte oder gleichen Druckes modelliert. Bekanntestes Beispiel ist das Erdinnere mit seinen Schalen wie Erdkruste, oberer und unterer Erdmantel und dem ebenfalls zweigeteilten Erdkern. Weiteres empfehlenswertes Fachwissen
Atomares SchalenmodelDas Schalenmodell ist eine Erweiterung des Bohrschen Atommodells und eine Vereinfachung des Orbitalmodells:
Das atomare Schalenmodell ist ein Atommodell, nach dem sich die Protonen und Neutronen eines Atoms im zentralen Atomkern und die Elektronen in diesen angeordneten Schalen befinden. Die innerste Schale wird K-Schale genannt und fasst maximal zwei Elektronen; auf der nächsten Schale, der L-Schale, können maximal acht Elektronen untergebracht werden. Die weiter außen liegenden Schalen können zwar mehr als acht Elektronen enthalten, bei den Hauptgruppen-Elementen spielen diese zusätzlichen Elektronen aber so gut wie keine Rolle, so dass man von acht Elektronen pro Schale ausgehen kann. Mit dem Schalenmodell der Atome lassen sich die unterschiedlichen Eigenschaften der Elemente gut erklären. Die Alkalimetalle besitzen z.B. nur ein einziges Außenelektron (Valenzelektron) und können dieses besonders leicht abgeben (niedrige Ionisierungsenergie). Daher sind Alkalimetalle besonders reaktiv. Schwächen des Atom-SchalenmodellsEs gibt Phänomene, die das atomare Schalenmodell nicht erklären kann. Dazu gehört vor allem die räumliche Gestalt der Moleküle. Warum hat z.B. das Methan (CH4) eine tetraederförmige Gestalt, oder warum ist das Wassermolekül gewinkelt? Diese Eigenschaften der Moleküle lassen sich mit dem Kugelwolkenmodell erklären. Schalenmodell des AtomkernsDas Schalenmodell des Atomkerns wurde synchron von Eugene Paul Wigner, Maria Goeppert-Mayer und J. Hans D. Jensen im Jahre 1949 postuliert. Es führt den Aufbau der Atomkerne auf quantenmechanische Gesetzmäßigkeiten (Pauli-Prinzip) zurück. Im Gegensatz zu dem Tröpfchenmodell ist das Schalenmodell ein Modell, das Nukleonen eine relative Bewegungsunabhängigkeit zugesteht. Kerne mit einer magischen Nukleonenzahl sind stabiler als solche, die mehr oder weniger Nukleonen besitzen. Obwohl es bei dem Schalenmodell des Atomkerns - im Gegensatz zum Schalenmodells des Atoms - kein gemeinsames Anziehungszentrum gibt, sind die magischen Zahlen analog zu den Quantenzahlen, d.h., der Quantelung der Energie im Atommodell: beide weisen den Schalen eine bestimmte Anzahl von Teilchen zu (Elektronen im Fall des Atommodells und Nukleonen im Fall des Kernmodells). Namen der Elektronenschale1911 führte Charles Glover Barkla, Professor für Physik am King´s College der University of London, die Bezeichnungen K und L für die inneren Elektronenschalen ein, weil man schon die Bezeichnungen A, B etc... für die Absorptionslinien des Sonnenlichts benutzt hatte. Weil Barkla dachte, dass man noch viele Absorbtionslinien finden würde, fing er mit der Bezeichnung der Elektronenschalen in der Mitte des Alphabets, bei K, an. Schalenmodelle in Astronomie und ErdwissenschaftenWichtige Anwendungsbereiche (vorerst in Stichworten):
Schalenmodelle in technischen Disziplinen
Literatur(möglicherweise einseitig betr. Göppert-Mayer)
Siehe auch
|
|
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Schalenmodell aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |