Beim Schalenmodell wird die Elektronenhülle in einzelne Schalen aufgeteilt. Die Elektronen eines Atoms werden auf diese Schalen aufgeteilt.
Nutzen
Das Schalenmodell wurde aus dem Bohrschen Atommodell weiterentwickelt. Mit dem Schalenmodell ist es möglich die ähnlichen chemischen Eigenschaften Atome einer Hauptgruppe zu erklären.
Besetzungsregel
Prinzipiell werden die Schalen von innen nach außen aufgefüllt. Das bedeutet, dass erst eine weiter außen liegende Schale mit Elektronen besetzt wird, wenn die innere Schale vollständig befüllt ist.
Die Schalen werden dabei von innen nach außen mit der Buchstabenfolge K, L, M, N, O, P, Q beschriftet. Dabei spricht man von der K-ten Schale als erste Schale, von der L-ten als zweite und so weiter.
Die weiter innen liegenden Schalen werden immer zunächst voll besetzt, bevor es eine neue Schale gibt.
Die maximale Anzahl an Elektronen, die eine Schale aufnehmen kann, hängt dabei von der Schale ab. Es gilt für die Anzahl an Elektronen:
Dabei steht Z für die Anzahl der Elektronen, die in einer Schale gespeichert werden können, und n für die jeweilige Schale.
Edelgaskonfiguration
Die chemischen Eigenschaften eines Atoms werden maßgeblich nur durch die Anzahl an Elektronen der äußersten Schale bestimmt. Man spricht von Edelgaskonfiguguration, wenn die äußerste Schale voll besetzt ist.
Beispiele
Edelgaskonfiguaration
Helium
Helium besitzt 2 Elektronen. (Dies kannst du im Periodensystem an der Ordnungszahl ablesen). Die erste Schale, die K-Schale, kann gemäß der Besetzungsregel 2 Elektronen aufnehmen.
Somit besitzt Helium eine Edelgaskonfiguration.
Neon
Neon besitzt 10 Elektronen. Die erste Schale kann 2 Elektronen aufnehmen. Die maximale Anzahl auf der zweiten Schale berechnet sich zu:
Somit können in der zweiten Schale die übrigen 8 Elektronen aufgenommen werden. Neon hat also auch eine Edelgaskonfiguration.
Stickstoff
Zeichne ein Schalenmodell des Stickstoffatoms.
Das Stickstoffatom besitzt Elektronen. Nach der Besetzungsregel passen auf die erste, die K-Schale 2 Elektronen. Die übrigen 5 Elektronen passen alle auf die zweite, die L-Schale.