Orbitale im Abi

Das Orbitalmodell ist ein Modell, welches die Position der Elektronen beschreibt. Es wird also der Ort angegeben, an dem man die Elektronen am wahrscheinlichsten findet.

Es kann unterschieden werden in

• Atomorbitale (Betrachtung der Elektronen eines Atoms)
• Molekülorbitale (Betrachtung der Elektronen eines Moleküls)

Atomorbitale

Ein Atomorbital beschreibt den Bereich, in dem sich die Elektronen eines Atoms am wahrscheinlichsten aufhalten.

In einem Atomorbital befinden sich immer ein oder maximal zwei Elektronen.

Die Atomorbitale werden unterteilt in:

• kugelförmige s-Orbitale
• hantelförmige p-Orbitale
• kreuz- oder hantelförmige d-Orbitale

Elektronenkonfiguration

Die Elektronenkonfiguration von einem Atom erhältst du, in dem du allen Elektronen des Atoms Orbitale zuordnest.

Dabei solltest du beachten:

• die Orbitale müssen nach einer bestimmten Reihenfolge besetzt werden (1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s,...)
• es gibt auf einer Energiestufe ein s-Orbital, drei p-Orbitale und fünf d-Orbitale
• p- und d-Orbitale einer Energiestufe werden zunächst einfach besetzt (Hund'sche Regel)
• ein Orbital hat höchstens zwei Elektronen (Pauli-Prinzip)

Für Sauerstoff sieht die Elektronenkonfiguration so aus:

Insgesamt hast du also acht Elektronen. In der ersten Schale sind zwei Elektronen im s-Orbital. In der zweiten Schale sind zwei Elektronen im s-Orbital und vier Elektronen in den p-Orbitalen.

Molekülorbitale

Im Molekülorbitalmodell, ist die Überlappung von zwei Atomorbitalen dargestellt. Die dadurch gebildeten Molekülorbitale beschreiben, wie die Elektronendichte beziehungsweise die Elektronen im Molekül verteilt sind.

Durch die Überlappung können Einfachbindungen oder Mehrfachbindungen entstehen.

Die Einfachbindung wird auch σ-Bindung genannt. Die Orbitale dieser Bindung sind immer in einer Linie mit den Atomkernen.

Doppel- oder Dreifachbindungen werden π-Bindungen genannt. Das sind p-Orbitale, die oberhalb oder unterhalb der Bindungsachse liegen.

Hier siehst du das am Beispiel von Ethen:

Hybridorbitale

Ein Hybridorbital bezeichnet die Mischung von mehreren Orbitalen, die nicht zu der gleichen Orbitalart gehören, aber energetisch auf einem ähnlichen Niveau sind.

Dieser Vorgang wird auch als Hybridisierung bezeichnet.

Bei einem Kohlenstoffatom mischen sich zum Beispiel drei p-Orbitale mit einem s-Orbital. Dadurch befinden sich die entstehenden \text{sp}^3$\text{sp}^3$-Orbitale auf einem energetisch gleichen Niveau und du hast vier ungepaarte Elektronen. Aus diesem Grund kann ein Kohlenstoffatom vier Einfachbindungen eingehen.