30 Tage kostenlos testen

Überzeugen Sie sich von der Qualität unserer Inhalte.

Quantenzahlen

Du möchtest schneller & einfacher lernen?

Dann nutze doch Erklärvideos & übe mit Lernspielen für die Schule.

Kostenlos testen
Du willst ganz einfach ein neues Thema lernen in nur 12 Minuten?
  • Lucy lernt 5 Minuten 5 Minuten verstehen

    Unsere Videos erklären Ihrem Kind Themen anschaulich und verständlich.

  • Lucy übt 5 Minuten 5 Minuten üben

    Mit Übungen und Lernspielen festigt Ihr Kind das neue Wissen spielerisch.

  • Lucy stellt fragen 2 Minuten Fragen stellen

    Hat Ihr Kind Fragen, kann es diese im Chat oder in der Fragenbox stellen.

30 Tage kostenlos testen

Testphase jederzeit online beenden

Bewertung

Ø 4.3 / 20 Bewertungen

Die Autor*innen
Avatar
André Otto
Quantenzahlen
lernst du in der Oberstufe 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse

Grundlagen zum Thema Quantenzahlen

In diesem Video geht es um die Quantenzahlen. Dazu wird zur Einführung ein einfacher Vergleich gezogen und im Anschluss auf die vier Quantenzahlen eingegangen - zunächst auf alle vier insgesamt und dann auf die einzelnen. Zum Abschluss wird außerdem das Pauli-Prinzip erklärt.

Transkript Quantenzahlen

Guten Tag und herzlich willkommen. In diesem Video geht es um Quantenzahlen. Seht euch diesen kleinen hübschen, hoffnungsträchtigen Menschen an. Er verfügt über viele Eigenschaften, und vielleicht sind das sogar unendlich, aber mit unendlich soll man sparen, daher möchte ich danach ein Fragezeichen setzen, und das in einer Klammer. Ein Elektron unter vielen Elektronen in einem Atom verfügt dagegen nur über 4 ganze Eigenschaften, wohlgemerkt nur über 4. Zum Schauen dieses Videos benötigt ihr nicht viele Vorkenntnisse. Ihr solltet die Grundlagen des Atombaus beherrschen und wissen, worum es sich bei chemischen Elementen handelt. Mein Ziel ist es, euch in diesem Video mit den 4 Quantenzahlen bekannt zu machen und sie euch einer anschaulichen Interpretation zugänglich zu machen.

Das Video habe ich in 8. Abschnitte unterteilt. 1. Mensch und Elektron 2. Die 4 Quantenzahlen 3. Die Hauptquantenzahl 4. Die Nebenquantenzahl 5. Die Magnetquantenzahl 6. Die Spinquantenzahl 7. Das Pauli-Prinzip und 8. Zusammenfassung.

  1. Mensch und Elektron. Wir haben schon im Prolog gesehen, dass es dramatische Unterschiede in der Anzahl der charakterisierenden Eigenschaften zwischen einem Elektron innerhalb eines Atoms und einem Menschen gibt. Der Mensch wird durch eine praktisch unbegrenzte Anzahl von Eigenschaften charakterisiert. Für ein Elektron im Atom benutzt man dafür ganze 4 Eigenschaften, nämlich die Quantenzahlen. Weil ein Mensch aus vielen vielen Elektronen besteht, ist der Zusammenhang zwischen beiden gegeben und das Interesse an den Eigenschaften der Elektronen vorprogrammiert.

  2. Die 4 Quantenzahlen. Elektronen befinden sich in Atomen auf sogenannten Orbitalen. Eine Charakterisierung dieser Orbitale von Energie und Form ist unbedingt notwendig. Dafür dienen die 4 Quantenzahlen. Wir haben bereits gelernt, dass das Elektron durch 4 verschiedene Eigenschaften charakterisiert wird. Das sind die 4 Quantenzahlen. Die erste und wichtigste der Quantenzahlen ist die Hauptquantenzahl. Konkretisiert wird die Darstellung des Elektrons durch die Nebenquantenzahl. Zur Lage im Raum liefert eine wichtige Aussage die Magnetquantenzahl. Die Spinquantenzahl dient schließlich dazu, 2 Elektronen voneinander zu unterscheiden, wenn sie in allen anderen Quantenzahlen übereinstimmen. Wir sollten uns die 4 Bestimmungswörter durch den Kopf gehen lassen: Hauptquantenzahl; Nebenquantenzahl; Magnetquantenzahl; Spinquantenzahl. Alle 4 Quantenzahlen besitzen bestimmte Symbole. Die Hauptquantenzahl n, die Nebenquantenzahl l, die Magnetquantenzahl m, die Spinquantenzahl s und endlich bekommt unser Elektron einen eigenen Charakter. Das Wesen der Hauptquantenzahl n kann am besten durch die Darstellung verschiedener Elektronen in einem Energieniveauschema verdeutlicht werden.

  3. Die Hauptquantenzahl. Elektronen sitzen energetisch in einem Atom auf verschiedenen Niveaus. Ein Elektron sitzt auf dem unteren Niveau. Dieses bezeichnet man als n=1. Das nächste Elektron sitzt auf dem Niveau darüber. Dieses bezeichnet man als n=2. Das dritte Elektron sitzt energetisch noch höher. Dieses Niveau bezeichnen wir als n=3. Die Hauptquantenzahl n nimmt somit die Werte 1, 2, 3 und so weiter an. Für n=1 schreibt man häufig K-Schale. n=2 entspricht der L-Schale. Für n=3 schreibt man häufig M-Schale. Wir fassen zusammen. Die Hauptquantenzahl n gibt an, auf welchem Hauptenergieniveau sich ein Elektron eines Atoms befindet. Es gilt: E1

13 Kommentare

13 Kommentare
  1. In der Aufgabe befindet sich ein Fehler bei der Formulierung. "[...die Spinquantenzahl
    s sorgt dafür, dass sich zwei Elektronen in einem Orbital in allen Quantenzahlen unterscheiden.]"
    Richtig wäre aber doch: "die Spinquantenzahl
    s sorgt dafür, dass sich zwei Elektronen, die sich im selben Orbital befinden, unterscheidbar sind. (Da sich laut Pauli-Prinzip alle Elektronen eines Atoms in mindestens einer Quantenzahl unterscheiden.)"

    Von Arturhaack, vor mehr als 3 Jahren
  2. Hallo Danke ich bin in der 6 klasse hab es nicht verstanden aber jetzt schon

    Von Zindi47, vor etwa 4 Jahren
  3. Hallo,
    VIELEN DANK für das Video! Endlich habe ich Orbitale und die dazugehörigen Quantenzahlen verstanden!!!

    Von Ransîr, vor mehr als 6 Jahren
  4. Sehr sehr gutes Video .... ..

    Von Ragai00fox, vor mehr als 6 Jahren
  5. Mega gut gemacht! :)

    Von Flo 2, vor mehr als 7 Jahren
Mehr Kommentare

Quantenzahlen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Quantenzahlen kannst du es wiederholen und üben.
  • Ordne den Quantenzahlen ihre Symbole zu.

    Tipps

    In einigen Fällen ist das Symbol gleich dem Anfangsbuchstaben der Quantenzahl.

    Lösung

    Um mit den Quantenzahlen ein Elektron charakterisieren zu können, musst du das entsprechende Symbol dazu kennen.

    • Hauptquantenzahl (n)
    • Nebenquantenzahl (l)
    • Magnetquantenzahl (m)
    • Spinquantenzahl (s)

  • Erkläre, was die Quantenzahlen angeben.

    Tipps

    Die Quantenzahlen charakterisieren die negativen Elementarteilchen eines Atoms.

    Lösung

    Jedes Elektron ist charakterisiert durch vier Quantenzahlen. Dabei hat jedes Elektron seine ganz eigene Kombination an Quantenzahlen. Keine Kombination kommt doppelt vor. Die Hauptquantenzahl n gibt dabei das Hauptenergieniveau an. Die Nebenquantenzahl l das Orbital. Die genaue Gestalt des Orbitals wird durch die Magnetquantenzahl m bestimmt. Um nun wirklich jedes Elektron unterscheidbar zu machen, hat Pauli die Spinquantenzahl s eingeführt. Diese kann genau zwei Werte annehmen: +1/2 oder -1/2.

  • Gib an, welche Gestalt ein Orbital mit der Nebenquantenzahl l = 1 annehmen kann.

    Tipps

    Die Nebenquantenzahl l = 1 entspricht dem p-Orbital.

    Lösung

    p-Orbitale sind hantelförmig. Die drei verschiedenen p-Oribtale können entweder an der x-Achse ausgerichtet sein, an der y-Achse oder an der z-Achse. Die kugelförmigen Orbitale sind s-Orbitale. d-Orbitale sind rosettenförmig.

  • Bestimme, wo sich Elektronen mit folgenden Quantenzahlen befinden.

    Tipps

    Die Hauptquantenzahl beschreibt das Hauptenergieniveau und die Nebenquantenzahl das Orbital.

    Lösung

    Die Hauptquantenzahl n entspricht dem Hauptenergieniveau, auf dem sich das Elektron befindet. Die Nebenquantenzahl gibt das Orbital an. Dabei steht 0 für ein s-Orbital, 1 für ein p-Orbital, 2 für ein d-Orbital und die 3 für ein f-Orbital. Ein Elektron mit der Hauptquantenzahl 2 und der Nebenquantenzahl 1 befindet sich also in einem 2p-Orbital.

  • Entscheide, welche Schale der Hauptquantenzahl n =1 entspricht.

    Tipps

    Erinnere dich an das Schalenmodell von Bohr.

    Lösung

    Im Bohrschen Atommodell wird die innerste Schale, also die mit dem niedrigsten Energieniveau, als K-Schale bezeichnet. Diese entspricht dann der Hauptquantenzahl 1. Nach der K-Schale kommen die L-Schale, die M-Schale und die N-Schale.

  • Ermittle die Quantenzahlen, die ein Elektron des Aluminiums im energiearmen Zustand charakterisieren können.

    Tipps

    An der Ordnungszahl erkennst du, dass Aluminium 13 Elektronen hat. Auf welchen Energieniveaus befinden sie sich?

    Die Periode, in der Aluminium steht, gibt dir die höchstmögliche Hauptquantenzahl an.

    Die Nebenquantenzahl l kann als höchsten Wert n-1 annehmen.

    Die Magnetquantenzahl m kann alle Werte zwischen -l und +l annehmen.

    Lösung

    Aluminium hat 13 Elektronen. Seine Außenelektronen befinden sich auf der dritten Schale. Die höchste Hauptquantenzahl, die damit ein Elektron des Aluminiums charakerisieren kann, ist 3. Die Nebenquantenzahl kann nun Werte von 0, 1 und 2 annehmen. Dabei steht die 0 für ein s-Orbital, die 1 für ein p-Orbital und 2 für ein d-Orbital. Da Aluminium aber keine Elektronen in d-Orbitalen besitzt, kann l in unserem Fall nur 0 und 1 annehmen. Die Magnetquantenzahl m nimmt Werte von -l bis +l an. Sie richtet sich also nach der Nebenquantenzahl. Die Spinquantenzahl s kann genau zwei Werte annehmen, nämlich +1/2 und -1/2.

30 Tage kostenlos testen
Mit Spaß Noten verbessern
und vollen Zugriff erhalten auf

2.575

sofaheld-Level

5.829

vorgefertigte
Vokabeln

10.214

Lernvideos

42.279

Übungen

37.352

Arbeitsblätter

24h

Hilfe von Lehrer*
innen

laufender Yeti

Inhalte für alle Fächer und Schulstufen.
Von Expert*innen erstellt und angepasst an die Lehrpläne der Bundesländer.

30 Tage kostenlos testen

Testphase jederzeit online beenden