Anleitung zu einem Energieniveaudiagramm

In der Schule wie auch in den Abiturprüfungen selber gibt es immer mal wieder die Aufgabe, ein Energieniveaudiagramm aufzustellen und die Elektronenkonfiguration aufzuschreiben. Darum will ich hier einfach erläutern, wie dies funktioniert.

Zunächst einmal ein leeres Energieniveaudiagramm:

Die einzelnen Striche dabei sind Orbitale, genauer erläutert im quantenmechanischen Atommodell der Chemie. In diesem geben Orbitale die Aufenthaltswahrscheinlichkeit von Elektronen an. Die verschiedenen Abstufungen bezeichnen Energieniveaus.

Je weiter die Orbitale vom Atomkern weggezeichnet sind, desto höher ist der Energiewert.

Eingezeichnet in das Diagramm werden Elektronen. Beginnend bei 1s, da hier die Energie am niedrigsten ist.
Jede Unterschale (ein einzelner Strich) kann dabei von maximal zwei Elektronen besetzt werden. Jedoch ist zu beachten, dass jede Unterschale zuerst mit einem Elektron zu füllen ist. Erst, wenn alle Unterschalen eines Orbitals ein Elektron haben, kann ein zweites Elektron hinzugefügt werden.

Dargestellt werden Elektronen durch Pfeile nach oben und unten. In folgender Reihenfolge werden die Energieniveaus gefüllt: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p.

Hier das ausgefüllte Diagramm für Bor als Beispiel mit 6 Elektronen:

Elektronenkonfiguration

Die Elektronenkonfiguration ist die einfachere, mathematisch aussehende Schreibweise des gezeichneten Diagramms.
Die Orbitale werden vorangestellt, die Elektronen auf den Unterschalen werden als hochgestellte Zahlen geschrieben.
Für unser Beispiel: 1s²2s²2p².

Mit dem Diagramm lässt sich die Bindungsart bestimmen.

Haben zwei Atome die selbe Elektronenkonfiguration, so bezeichnet man diese als elektrochemisch.