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Hallo!

Ich lerne gerade für die Klausur für Physikalische Chemie I. Kann diese Frage nicht antworten.

Wie kommen die verschiedene Terme des Sauerstoffmoleküls zustande?

Wäre super, wenn mir jemand helfen könnte. Danke schon mal!

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1 Antwort

+1 Punkt

Salut Leptir,


Energiezustände, also Terme, kann man aus der Elektronenkonfiguration ableiten.

Sauerstoff hat die Ordnungszahl 8, was auch gleichzeitig der Anzahl der Elektronen entspricht.

Leider komme ich mit den hier angebotenen Zeichentools nicht weiter, Improvisation ist also angesagt, zumal ich momentan auch mit Handy nichts hochladen kann.

Ich hoffe aber. man kann dennoch verstehen, wie das anschließende Energieniveaudiagramm aussehen sollte.                                                                                                                                                                           

↑↓     ↑     ↑        2p6                                     I__i                                                        ↑     ↑     ↑↓   

                                                              ↑     ↑   antibindende MO

↑↓                      2s2                                                                                                                       ↑↓

                                                              ↑↓     ↑↓                                     

↑↓                      1s2                                   ↑↓      bindende MO                           ↑↓    

              (a)                                              (b)                                                (c)

           O - Atom                                                                                         O - Atom


Stelle dir bitte die Pfeile eingepackt in Kästchen vor. Die Kästchen sind die Atomorbitale, die Pfeile, einzeln oder doppelt vorhanden, stellen die Elektronen dar. Der unterschiedliche Spin der Elektronen wird durch unterschiedliche Pfeilrichtungen angegeben ⇒ Pauli - Prinzip.

Bei (a) und (c) habe ich die jeweils 8 Elektronen des O2 - Moleküls eingezeichnet, beginnend mit dem niedrigsten Energieniveau und gemäß der Hundschen Regel, dass Orbitale zunächst einzeln und nicht doppelt belegt werden dürfen.

Um die beiden O - Atome nun miteinander zu verbinden, werden sog. Molekülorbitale (MO) benötigt.j Sie werden mit den Außenelektronen (pro O - Atom 4 e- = 8 e-) gefüllt, beginnend von unten nach oben (b), auch hier gemäß der Hundschen Regel.

Es ergeben sich also 3 bindende Molekülorbitale mit 6 Elektronen und 2 antibindende Molekülorbitale mit insgesamt 2 Elektronen.

Daraus entsteht nun die Bindungsordnung für das O2 - Molekül gemäß folgender Formel:

0,5 * [ bindende e- - antibindende e- ]

0,5 * [ 6 - 2 ] = 2

Das O2 - Molekül trägt somit 2 Bindungen bzw. 1 Doppelbindung  →  O = O


Ein anderer, etwas schwierigerer Weg sähe folgendermaßen aus:

Elektronenkonfiguration Sauerstoff : 1s2s2  2p4   

2s2 und 2pMolekülorbitale wirken an der Bindung mit, indem die 2s2 Orbitale ein bindendes und antibindendes Sigmamolekül bilden, was jeweils von 2 ebesiedelt wird.

Hingegen formen nun die 2p4 Orbitale ein bindendes Sigmamolekül und darüberhinaus 2 π-Molekülorbitale mit jeweils 2 Elektronen. Die noch übrigbleibenden beiden enehmen je ein antibindendes π-Orbital ein.


Ich habe das jetzt einfach mal dazugeschrieben, weil ich leider nicht weiß, ob du das Thema in der Schule, im Studium oder in der Ausbildung behandelst.



Viele Grüße

Così_fan_tutte


Beantwortet von 4,4 k

Ich glaube, ich fange schon an zu verstehen. Können Sie sich noch einmal bei der Erklärung auf dieses Bild beziehen?

Das Thema kommt im Studium vor.Screenshot (34).png

Können Sie sich noch einmal bei der Erklärung auf dieses Bild beziehen?

Das wäre allerdings eine erneut schreibaufwändige Erweiterung meiner Antwort.
Warum hast du denn das Bild nicht von Anfang an in deine Fragestellung miteinbezogen ?

Schau mal, ob dich nicht schon folgende Links diesbezüglich weiterbringen könnten:

https://hp.physnet.uni-hamburg.de/cmueller/diploma/node91.html

https://hp.physnet.uni-hamburg.de/cmueller/diploma/node80.html


Viel Erfolg !

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