HAllo ihr schlauen,
ich hoffe ihr könnt mir bei dem Problem weiterhelfen.
Entwickeln Sie in der sog. Kästchenschreibweise den Bau der Elektronenhülle von den Atomen der Elemente Eisen und Sauerstoff. Kenzeichnen Sie bei beiden Elementen die Valenzelektronen.
Leiten Sie aus den Ergebnissen die Summenformel aller Oxide ab, die das Element Fe bilden wird.
danke und gruss
basti
Hi bassti,
erstmal die Elektronenkonfiguration in der üblichen Schreibweise:
Sauerstoff: 1s2 2s2 2p4
In der Kästchenschreibweise ist das:
ein 1s-Kästchen mit 2 Pfeilen
ein 2s-Kästchen mit 2 Pfeilen
drei 2p- Kästchen mit insg. 4 Pfeilen
Fe: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
In der Kästchenschreibweise ist das:
ein 1s-Kästchen mit 2 Pfeilen
ein 2s-Kästchen mit 2 Pfeilen
drei 2p- Kästchen mit je 2 Pfeilen
ein 3s-Kästchen mit 2 Pfeilen
drei 3p- Kästchen mit je 2 Pfeilen
fünf 3d- Kästchen mit insg. 6 Pfeilen
ein 4s-Kästchen mit 2 Pfeilen
Ich hoffe, ich hab keinen Fehler gemacht…
Grüße
Moritz
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Lieber Moritz,
sei mir nicht bös, aber ich fürchte das war nur die halbe Miete.
Beim Sauerstoff ist das ganz klar, der will noch zwei Elektronen und die holt er sich auch, dann hat er Edelgaskonfiguration [Ne].
Dabei ist zu beachten, daß die vier Elektronen des 2p4 maximal verteilt angeordnet werden, es gibt also ein Paar und zwei Einzelne: maximale Multiplizität, Hundsche Regel.
Beim Eisen gehts genauso, wie bereits richtig dargestellt finden sich im 3d Orbital sechs Elektronen, da dieses aus energetischen Gründen erst nach der Besetzung des 4s Orbitals angefangen werden kann.
Nun wissen wir alle, daß das Eisen zwei- und dreiwertig auftritt.
Die Gründe dafür sind komplex, und ich muß ein wenig auf die Feinstruktur der 3d und 4s Orbitale eingehen.
Wenn wir vom Argon kommend zunächst die 4s Orbitale besetzen (K bzw. Ca) wird das 3d Orbital gemäß Hundscher Regel aufgefüllt. Bis zum V geschieht das schön der Reihe nach, aber mit steigender OZ fällt das Energieniveau der 3d Orbitale stärker ab als das des 4s, so daß bereits beim Cr ein 4s Elektron in die 3d Schale wechselt um den 3d5 Zustand zu erreichen, der stabiler ist als 3d4 4s2. Diese „Mischerei“ erklärt die vielen bekannten Wertigkeitsstufen bei Cr und Mn (3d5 4s2).
Beim Eisen werden in der zweiwertigen Stufe die äußeren 4s2 Elektronen abgegeben, es bildet sich FeO.
Jeder weiß, daß zweiwertige Eisenverb. nicht stabil sind und bei erster Gelegenheit ins dreiwertige oxidieren (Versuch: wässr. FeCl2 Lösung an der Luft stehen lassen, wird braun !).
Das liegt am oben erklärten: Das sechste Elektron ist hier das dritte Rad am Wagen und will weg, da die 3d5 Konfiguration viel stabiler ist. Es bildet sich leicht das zweite Eisenoxid: Fe2O3.
Laß´ Dich dann nicht von Fe3O4 verunsichern: Das ist nichts anderes als FeO x Fe2O3, also ein Mischoxid.
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Hi,
wenn wir schon mal korrekt sind- wo ist dann das 6-wertige Eisen? gibts da auch oxide?
Grüße
Moritz
(derimmernervenmuß)
Nerv nich !
Wie soll das arme Eisen seine ganzen Elektronen los werden ?
Sechswertig hieße, daß entweder die 3d6 Elektronen alle abgegeben würden, oder die 4s2 Elektronen und vier Aus dem 3d Orbital. Was dem Stabilitätsniveau des 3d5 widerspricht.
Ein voll besetztes 3d10 Orbital ist zwar auch recht stabil, aber vier Elektronen aufzunehmen ist dem Eisen denn doch gar zuwider.
Das heißt nicht, daß nicht unter besonderen energetischen Umständen instabile andere Oxidationsstufen des Eisens existieren, aber ich glaube das ist hier nicht das Thema.
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