Was sind Orbitale?

Hallo,

das ist meine erste Frage.

Ein Orbital ist ein Raum,

in dem ein bestimmtes Elektron anzutreffen ist.

Meine Frage:

Kann man Orbitale als Umlaufbahnen für Elektronen bezeichnen?

Kurz gesagt ist ein Orbital der Bereich, in dem sich ein Elektron eines Atoms mit hoher Wahrscheinlichkeit aufhält. Orbitalmodelle geben nur Näherungen für die komplizierte Struktur der Atomhülle wieder.

Dankeschön! :smiley:

Kurz gesagt ist ein Orbital der Bereich, in dem sich ein
Elektron eines Atoms mit hoher Wahrscheinlichkeit aufhält.
Orbitalmodelle geben nur Näherungen für die komplizierte
Struktur der Atomhülle wieder.

Hallo,
du solltest Orbitale nicht als Umlaufbahn für Elektronen bezeichnen, denn Orbitale beschreiben keine genaue Laufbahn des Elektrons sondern den wahrscheinlichsten Aufenthaltsort der Elektronen :smile:

mfg
K.Hiller


Hallo!
Orbitale als Umlaufbahn zu bezeichnen ist etwas salopp ausgedrückt.
Als Umlaufbahn würde ich eher die Schalen wie im Bohr´schen Atommodell ansprechen … das Modell ist auch eher statisch … einem Elektron ist ein fester Platz zugeordnet wo es um den Kern kreist.
Wie Du schon sagtest, ein Orbital ist ein Raum in dem mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit ein Elektron anzutreffen ist. Wenn man sich das Modell nach Pauling anschaut sind die Orbitale eher als Wolke zu begreifen, d.h. je dichter , desto höher die Wahrscheinlichkeit ein Elektron anzutreffen. Das Orbitalmodell ordnet den Elektronen keinen festen Platz zu sondern kann in dem Raum der dem Orbital entspricht fast beliebig „umherschwirren“
Hoffe ich konnte etwas helfen …
Grüße
N.

Hallo!

Deine Grundprämisse ist leider nicht ganz richtig. Orbitale sind statistische Funktionen, die den Raum abbilden, innerhalb dem sich ein bestimmtes Elektron zu 99,9% aufhält. Es kann aber in einem gegebenen Moment irgendwo im Universum sein.
„Bestimmtes“ Elektron bezieht sich hier auf das Elektron, dass mit dem Atomkern wechselwirkt, soweit ich das in Erinnerung habe ist das kein individuelles Elektron sondern kann als Zustand zwischen individuellen Elektronen springen solange diese sich nicht in bestimmten quantenmechanischen Eigenschaften unterscheiden.

Das was du wahrscheinlich mit Umlaufbahnen meinst sind keine Orbitale sondern Elektronen-schalen. Die werden als Symbol oft ähnlich wie Umlaufbahnen gezeichnet. Das ist aber eine sehr veraltete Vorstellung vom Aufbau eines Atoms. Heute wird das meines Wissens nur noch in der Lehre genutzt um anhand der Entwicklung der Atommodelle zur Erklärung der modernen Modelle zu kommen.

Falls du es genauer wissen möchtest liest du es besser bei Wikipedia oder in einem Buch nach, ohne Abbildungen ist es eingehend kaum zu erklären.

Schöne Grüße

Nein, z.B. eine 8 ist keine Umlaufbahn. Man bezeichnet das als „Bereiche größter Aufenthaltswahrscheinlicheit“.
Stichwort Heisenberg, Ort+Geschwindigkeit, entweder-oder.

Nach dem ursprünglichen Bohrschen Atommodell stellte man sich die Elektronen als sehr kleine Teilchen vor, die auf fix festgelegten Bahnen um den Kern kreisen. Diese Vorstellung ist inzwischen überholt und wurde durch das wellenmechanische bzw. quantenmechanische Atommodell ersetzt. Danach verhalten sich die Elektronen eher wie schwingende elektrische Ladungen. Die möglichen Schwingungszustände sind durch die Wellenfunktionen festgelegt. Diese sind Lösungen der SCHRÖDINGER-Gleichung. An die Stelle der fixen Umlaufbahnen treten nun diffuse Bereiche um den Atomkern, in denen sich die Elektronen mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit aufhalten: die ORBITALE. Meist werden für diese Raumbereiche die Oberflächen dargestellt, innerhalb denen sich Elektronen mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit (90%) aufhalten. Tatsächlich treten die Elektronen auch außerhalb dieser Orbitaloberfläche mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit auf.
Im Internet finden sich viele mehr oder weniger einfache Erklärungen zum Thema. Einfach „Orbital“ oder „Orbitalmodell“ googeln.
zB Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/Orbital
oder etwas anspruchsvoller: http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/2/v…

Hi otm011
Villeicht hilfts dir folgendes, fest zustellen ob du "laufbahn " bezeichnen wilst.

Ein Orbital ist im quantenmechanischen Modell des Atoms die Wellenfunktion eines einzelnen Elektrons in einem stationären Zustand.

Sein Formelzeichen ist meist (kleines Phi) oder (kleines Psi).

Das Betragsquadrat gibt die räumliche Verteilung,

der Wahrscheinlichkeit an,mit der das Elektron am Ort gefunden werden kann

(bornsche Wahrscheinlichkeitsinterpretation der Quantenmechanik).

Anders als die älteren Modelle von Niels Bohr (1913) oder Arnold Sommerfeld (1916) beschreibt ein Orbital keine genaue Elektronenbahn,

sondern eine diffuse Verteilung

der Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons.

Diese erstrecke sich vom Atomkern im Zentrum nach außen bis ins Unendliche, wo sie asymptotisch gegen Null geht

mBG

Karl-Heinz

Hallo otm011,

ja das kannst du. Im Bohrschen Atommodell laufen die Elektronen auf Kreisbahnen, den Orbitalen. Das ist eine sehr gute Erklärung, wie man sich den Atomaufbau vorstellen kann.

Um allerdings z.B. chemische Bindungen zu erklären hat man später das Bohrsche Atommodell erweitert zum Kugelwolkenmodell. Dort befinden sich die Elektronen nicht auf einer genauen Bahn sondern schwirren irgendwo um ein Atom herum. Damit lassen sich chemische Verbindungen dann besser verstehen.

Jetzt wirst du dich sicherlich fragen, warum es verschiedene Atommodelle gibt um was jetzt richtig ist? Beide Modelle haben richtige Erklärungen für das was sie beschreiben wollen. Zu 100% richtig ist keines der Modelle. Wenn man sich die Sache ganz richtig vorstellen möchte, dann muss man sich mit der Quantenmechanik beschäftigen. Aber das geht an dieser Stelle dann zu weit. Das macht man dann im Physik- oder Chemiestudium.

Ich hoffe ich konnte dir damit helfen und habe dich damit jetzt nicht allzu sehr verwirrt.

Lieben Gruß, Peter

Hallo OTM011
Nein so vereinfachen darf man nicht. Orbitale bezeichnen eigentlich Energiezustände gemäss Quantenmechanischen Modellen. Sie stimmen zwar in vielen Bereichen mit der räumlichen Anordnung überein. Im Bereich der Atome und Kernteilchen muss man sich aber von dem Kügelchen-Modell und den Umlaufbahnen die sie implizieren schnellst möglich verabschieden. Diese Betrachtung ist einfach falsch.
Beim orbital Modell betrachtet man lediglich Energiezustände der Elektronen und wie sich diese, gemäss der quantenmechanischen (Heisenberg,Planck) und Pauling’schen Regeln verhalten. Dadurch ergeben sich Bereiche die eine Wahrscheinlichkeit des Aufenthaltes von Elektronen bedeuten (aus der Mathematik der Wellengleichungen). Obwohl man sehr viele chemische Eigenschaften daraus ableiten kann, sind viele Resultate aus der Mathematik schwer in räumliche Angaben umzusetzen (was sind schon Imaginäre Räume).
Vereinfachend kann gesagt werden: Orbitale repräsentieren wahrscheinliche Aufenthalträume der Elektronen, die energetisch gestaffelt sind. Elektronen die sich darin befinden sind stehts überall (entsprechend der Wahrscheinlichkeit) aber nie als Partikel lokaliesierbar, weil sie sich als Welle manifestieren.
Leider ist die Welt nicht so, wie wir uns das oft vorstellen aber die Quantenmechanik hat einige Sonderheiten, die wir nur annehmen können aber oft nicht mit unserem Verständnis begreifen können.
Gruss Felix

Hallo,
ein Orbital ist ein Raum in dem ein bestimmtes Elektron anzutreffen ist. Diese Aussage ist richtig.

Orbitale als Umlaufbahnen zu bezeichnen ist etwas heikel (würde aber dem Bohrschen Atommodell sehr nahe kommen.)

Orbitale ist ein Raum (oder eine Elektronenwolke)

ganz vereinfacht kann man das so sagen, insbesondere beim s-orbital.
genau genommen sind orbitale aufenthaltsräume in denen das elektron mit einer wahrscheinlichkeit von 90% anzutreffen ist.