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Gestalt der Atomorbitale

Gestalt von Orbitalen: Atomorbitale für andere Elemente

Die Lösungen mit den nächsthöheren Energiewerten liefern ein 3s-, drei 3p- und fünf 3d-Orbitale. Letztere haben jeweils zwei Knotenebenen.

Wasserstoff hat nur ein Elektron, das im Grundzustand das 1s-Orbital besetzt. Alle anderen Orbitale sind leer. Strenggenommen gibt es keine leeren Atomorbitale, weil es sich ja nur um Aufenthaltswahrscheinlichkeiten handelt. Ein leeres Orbital ist also eine Beschreibung des Raumes, in dem sich das nächste Elektron oder das eine Elektron nach einer Anregung mit der entsprechenden Energie aufhält.

Bisher haben wir die Schrödinger-Gleichung nur für das Wasserstoff-Atom gelöst. Dabei handelt es sich nur um ein Elektron im Feld eines Protons. Für die Elemente mit weiteren Elektronen muss man die Wechselwirkungen aller Elektronen untereinander berücksichtigen, womit die exakte Lösung der Schrödinger-Gleichung unmöglich wird. Glücklicherweise ähneln die Atomorbitale anderer Elemente denen des Wasserstoff-Atoms in Gestalt und Knotenebenen in erster Näherung recht gut. Man kann also die Atomorbitale, die für Wasserstoff exakt berechnet wurden, auch zur Beschreibung anderer Elemente nutzen. Die Größe der Atomorbitale nimmt dabei im Periodensystem innerhalb einer Periode von links nach rechts ab.

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