Antworten aus und zum Lerntext

Roland Heynkes, 11.3.2016

Diese Seite dient der Selbstkontrolle für diejenigen, welche die Aufgaben zum Lerntext selbständig bearbeitet haben und nun ihre Antworten überprüfen wollen.

Diese Tabelle zeigt meine Lösungsvorschläge.
1 Benenne die beiden gleichwertigen Vorstellungen von der Bedeutung eines Orbitals!
1. Elektronen-Aufenthaltswahrscheinlichkeitsraum und 2. Form einer stehenden Elektronenwelle
2 Beschreibe die Bedeutung der Orbitale für chemische Reaktionen!
Die Ausrichtung der Valenzorbitale um ein Atom ist entscheidend für dessen Eigenschaften und chemische Bindungen.
3 Sieh Dir das s- und die drei p-Orbitale der zweiten Elektronenschale an und entwickle eine Hypothese zur Erklärung der Tatsache, dass sich diese Orbitale nicht optimal für die Bildung von Atombindungen eignen!
Die elektrisch-negativen Ladungen von s- und p-Orbitalen verteilen sich im Durchschnitt gleichmäßig auf zwei gegenüber liegende Seiten eines Atomkerns und können daher nicht optimal zwischen zwei Atomkernen plaziert werden, um diese zu verbinden.
4 Erkläre, warum in einer Elektronenschale immer zuerst das s-Orbital komplett gefüllt wird, bevor die p-Orbitale benutzt werden!
Innerhalb einer Elektronenschale befindet sich das s-Orbital auf einem niedrigerem Energieniveau als die drei p-Orbitale.
5 Erkläre, warum die Formen aller Orbitale oberhalb des 1s-Orbitals am reinen Teilchencharakter der Elektronen zweifeln lassen!
Wären die Elektronen normale Teilchen, dann sollte es innerhalb ihrer Orbitale keine Bereiche geben, in denen die Elektronen praktisch nie zu finden sind.
6 Erkläre, inwiefern sich Elektronen ähnlich wie Menschen in einem Bus verhalten!
Ähnlich wie Menschen in einem Bus gesellen sich auch Elektronen erst dann zu einem anderen Elektron in einem Orbital, wenn kein energetisch gleichwertiges Orbital mehr ganz frei ist.
7 Sieh Dir die Pauling-Darstellung der Kohlenstoff-Orbitale a und beschreibe die Unterschiede zwischen Grundzustand, angeregtem Zustand und einem hybridisierten Zustand der Orbitale!
Man erkennt in der Pauling-Darstellung der Kohlenstoff-Orbitale, dass sich im Grundzustand zwei Valenzelektronen im 2s-Orbital befinden und je 1 Valenzelektron in zwei der drei p-Orbitale. Im angeregtem Zustand ist ein Elektron aus dem 2s-Orbital unter Energie-Aufnahme in das leere p-Orbital gewechselt. In einem hybridisierten Zustand haben sich das 2s-Orbital und 1-3 2p-Orbitale energetisch angeglichen.
8 Nenne den Aspekt eines Moleküls, den man nicht ohne Kenntnis der Hybridorbitale versteht!
Bei vielen Molekülen versteht man die räumliche Anordnung der Atome nicht ohne Kenntnis der Hybridorbitale.
9 Nenne die Hybridorbitale, welche zu hinsichtlich ihrer Geometrie a) eindimensionalen, b)zweidimensionalen und c) dreidimensionalen Molekülen führen!
  1. sp-Hybridorbitale führen zu hinsichtlich ihrer Geometrie eindimensionalen Molekülen.
  2. sp2-Hybridorbitale führen zu hinsichtlich ihrer Geometrie zweidimensionalen Molekülen.
  3. sp3-Hybridorbitale führen zu hinsichtlich ihrer Geometrie dreidimensionalen Molekülen.

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