Element anhand von Quantenzahlen bestimmen

Question

Aufgabe: Ein zuletzt eingebautes Elektron besitzt folgende Quantenzahlen: n=4 l=1 m=-1 s=-1/2. Welches Element ist gesucht?

Wie kann ich mithilfe der Quantenzahlen ein Element bestimmen?

Ansatz: die Quantenzahl n=4 verrät mir, dass das Element 4 Schalen besitzt? Und nun?

Answer 1

Salut,

Aufgabe: Ein zuletzt eingebautes Elektron besitzt folgende Quantenzahlen: n=4 l=1 m=-1 s=-1/2. Welches Element ist gesucht?

Welche Orbitale sind für n = 4 zunächst möglich ?

4s 4p 4d 4f

Die Nebenquantenzahl l = 1 kommt allerdings nur für p - Orbitale infrage, die restlichen Orbitale scheiden aus.

Somit gilt schon einmal: 4p.

Gegeben ist nun weiterhin die Magnetquantenzahl m =  -1.

Magnetquantenzahl für p - Orbitale: -1,   0,   +1,      ⇒   passt.

Spin s =  -1/2 =  ↓

Jedes der 3 p - Orbitale (das maximal 2 Elektronen beherbergen kann) wird nun gemäß der Hund'schen Regel zunächst nebeneinander mit Elektronen gleichen Spins (↑) besetzt.

Das ergibt:

p_x: ↑    p_y: ↑     p_z ↑

Daraus folgt durch m =  -1 und negativen Spin: p_x:  ↑↓   py: ↑   pz: ↑

Summa summarum ergibt sich dadurch 4p⁴_.

Addiere nun die Elektronen sämtlicher Orbitale: 1s² 2s²  2p⁶  3s²  3p⁶  3d¹⁰  4s²  4p⁴   ⇒   34 Elektronen.

34 Elektronen =  34 Protonen =  Ordnungszahl 34.

Das gesuchte Element mit der Ordnungszahl 34: Selen, [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴  

Schöne Grüße :)