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Gestalt der Atomorbitale

Gestalt von Orbitalen: 2s-Orbital

Das Orbital mit dem nächsthöheren Energiewert ist das 2s-Orbital. Weil es sich auch um ein s-Orbital handelt, ist es auch kugelsysmmetrisch. Die 2 besagt, dass das Orbital zur nächsthöheren Schale gehört, diese Schale wird von den Elementen der 2. Periode mit Elektronen gefüllt.

Die Wellenfunktion des 2s-Orbitals wechselt das Vorzeichen. Die Nullstelle der Wellenfunktion nennt man Knoten. Der Knoten des 2s-Orbitals taucht auch in dem Quadrat der Wellenfunktion, der Elektronendichte-Verteilung, wieder auf. An dieser Stelle ist die Wahrscheinlichkeit ein Elektron anzutreffen gleich Null. Trotzdem können sich die Elektronen in beiden Teilen des Orbitals aufhalten. Dieses Phänomen ist nur mit dem Welle-Teilchen-Dualismus zu erklären. Das Elektron als Teilchen könnte sich nur in dem einen oder dem anderen Teil des Orbitals aufhalten, ohne hin und her zu wechseln. Das Elektron als Welle hat an der Knotenebene die Amplitude Null und kann sich in den beiden Teilen aufhalten.

Tab.1
Elektronendichteverteilung des 2s-Orbitals
WellenfunktionElektronendichte

Der zweidimensionale Elektronendichte-Plot zeigt den Bereich, in dem die Elektronendichte gleich Null ist, als Kreis um den Atomkern.

Abb.1
Elektronendichte-Plot

Im dreidimensionalen Modell sieht das 2s-Orbital folgendermaßen aus.

Abb.2
angeschnittene Kugeldarstellung
Abb.3
geschlossene Kugeldarstellung
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