Elektronenkonfiguration – Definition und Beispiele

Die Elektronenkonfiguration beschreibt die Verteilung von Elektronen in der Atomhülle. Lerne, wie sich Elektronen auf Schalen und Orbitale verteilen und wie dies das chemische Verhalten beeinflusst. Interessiert? Dies und vieles mehr findest du im folgenden Text!

Inhaltsverzeichnis zum Thema Elektronenkonfiguration

Das Quiz zum Thema: Elektronenkonfiguartion

Was gibt die Elektronenkonfiguration Auskunft über?

Frage 1 von 5

Wie wird die innerste Schale bezeichnet?

Frage 2 von 5

Wie viele Elektronen können maximal in der L-Schale vorhanden sein?

Frage 3 von 5

In welcher Reihenfolge werden die Orbitale besetzt?

Frage 4 von 5

Was ist die Hauptquantenzahl n?

Frage 5 von 5

Elektronenkonfiguration im Überblick

  • In der Chemie gibt die Elektronenkonfiguration Auskunft über die Verteilung und Anordnung von Elektronen in einem Atom.
  • Die Elektronen befinden sich in der Atomhülle, sie bewegen sich dabei auf verschiedenen Schalen bzw. in Orbitalen.
  • Die Elektronenkonfiguration kann mithilfe des Orbital- und Schalenmodells bestimmt werden.
  • Auch das Periodensystem (PSE) gibt Auskunft über die Elektronenkonfiguration.

Elektronenkonfiguration: Lernvideo

Quelle sofatutor.com

Elektronenkonfiguration – Definition

In der Chemie kann die Verteilung der Elektronen in der Atomhülle mittels eines Energieniveauschemas oder eines Energiestufenmodells beschrieben werden. Die Elektronen werden unterschiedlich stark vom positiven Atomkern angezogen und befinden sich auf unterschiedlichen Schalen in einem bestimmten Energiezustand. Es existieren mehrere Schalen. Die innerste Schale wird als K-Schale bezeichnet und die folgenden Schalen werden fortlaufend mit den nächsten Buchstaben des Alphabets bezeichnet, also L, M, N etc. Die Schalen werden auch mit der Hauptquantenzahl (n) benannt. Sie steht für die Anzahl der Schalen. Jede Schale kann nur eine bestimmte Anzahl an Elektronen aufnehmen, maximal bis zu  2n² Elektronen. Die K-Schale (n = 1) besitzt also maximal zwei Elektronen, die L-Schale maximal acht und die M-Schale besitzt maximal 18 Elektronen etc. Zusätzlich bewegen sich die Elektronen in einem sogenannten Orbital. In jedem Orbital befinden sich bis zu zwei Elektronen mit entgegengesetztem Spin (Pauli-Prinzip). Die Orbitale in den Schalen können unterschiedlich sein. Diese werden mit der Nebenquantenzahl (l) beschrieben. Man unterscheidet hier s-, p-, d- und fOrbitale. In der ersten Schale gibt es nur das kugelförmige s-Orbital. In der zweiten Schale gibt es zusätzlich auch noch hantelförmige p-Orbitale. Ab dem p-Orbital können die Orbitale im Raum unterschiedlich ausgerichtet sein. Dies wird durch die Magnetquantenzahl (m) beschrieben. Die Orbitale gleicher Energie werden erst alle mit einem Elektron besetzt und anschließend aufgefüllt (hundsche Regel).

Die folgende Abbildung hilft dir, die Besetzung der Schalen und Orbitale mit Elektronen und ihre räumliche Anordnung nachzuvollziehen.



Abbildung: Elektronenkonfiguration

Das chemische Verhalten eines Atoms wird überwiegend durch die Elektronenzahl der äußeren Schale (Valenzelektronen) bestimmt.

Elektronenkonfiguration – Beispiele

Element Elektronenkonfiguration
Kohlenstoff 1s²2s²2
Sauerstoff 1s²2s²2p4
Fluor 1s²2s²2p⁵
Neon 1s2²s2²p6
Natrium [Ne]3s¹
Chlor [Ne]3s²3p⁵

Die Elektronenkonfiguration von Eisen entspricht der Edelgaskonfiguration von Argon mit zusätzlich sechs Elektronen im 3d-Orbital und zwei Elektronen im 4s-Orbital: [Ar]3d64s2. Beim Eisen wird zuerst das 4s-Orbital aufgefüllt und dann die 3d-Orbitale. Bei der Ionisierung von Eisen  (Fe2+ und Fe2+) werden allerdings erst die Elektronen aus dem 4s-Orbital entfernt. Die Elektronenkonfiguration für Fe2+ lautet also [Ar]3d6 und für Fe3+ [Ar]3d5

Auch für Moleküle wie Wasser, Methan und Kohlenstoffdioxid kann die Elektronenkonfiguration beschrieben werden. Die Bindungen zwischen den Atomen werden dabei als Molekülorbitale beschrieben.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Elektronenkonfiguration

Die Elektronenkonfiguration gibt Auskunft über die Verteilung der Elektronen in der Atomhülle eines Elements.

Die Verteilung der Elektronen eines Atoms in der Außenhülle auf die verschiedenen Schalen und Orbitale nennt man Elektronenkonfiguration.

Mithilfe des Periodensystems kannst du die Elektronenkonfiguration leicht bestimmen.

Jede Schale kann maximal mit 2n2 Elektronen besetzt werden. Das n gibt dabei die Hauptquantenzahl, also die Anzahl der Schalen an. Also können in Schale eins maximal zwei Elektronen sein, in Schale zwei maximal acht Elektronen, in Schale drei maximal achtzehn Elektronen etc.

Die Schalen werden von innen nach außen besetzt. Die Orbitale gleicher Energie werden zunächst mit einem Elektron und anschließend mit dem zweiten aufgefüllt (hundsche Regel). Dann folgen die Orbitale der nächsthöheren Energiestufe nach dem gleichen Prinzip. Es existieren allerdings Ausnahmen von dieser Regel.

Es gibt sieben f-Orbitale mit insgesamt vierzehn Elektronen.

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