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Periodizität von Eigenschaften - Ionisierungsenergie

Periodensystem der Elemente - Ionisierung von Nebengruppenelementen

An dieser Stelle soll auch der experimentelle Befund diskutiert werden, dass die Nebengruppenmetalle bei der Bildung von Ionen zunächst ihre s-Elektronen und erst dann ggf. weitere d-Elektronen abgeben, obwohl im Periodensystem nach dem Aufbauprinzip das 4s- vor den 3d-Orbitalen besetzt wird, zum Beispiel:

Tab.1
Elektronenkonfigurationen einiger Eisenionen
FeFe2+Fe3+
3d6 4s23d63d5

Das im Aufbauprinzip des Periodensystems verwendete grobe Auffüllungsschema liefert hier keine richtigen Vorhersagen, weil

  • die Energiedifferenz zwischen ns-(n-1)d ohnehin gering ist,
  • die Orbitalenergien der Atome und ihrer Ionen nicht identisch sind.

Dies bedeutet für das diskutierte Beispiel des Eisens, dass im Eisenatom die 3d-Orbitale, in den Eisenionen Fe2+ und Fe3+ hingegen das 4s-Orbital energiereicher sind.

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