VL 19 VL 17 VL Mehrelektronensysteme VL Periodensystem. Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

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1 VL 19 VL Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) Maser = Laser im Mikrowellenbereich, d.h. Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation) VL Mehrelektronensysteme VL Periodensystem Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

2 Vorlesung 20: Roter Faden: Periodensystem Folien auf dem Web: Siehe auch: Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

3 Zusammenfassung Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

4 Reihenfolge der Besetzung im Periodensystem Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

5 Große Drehimpulse = maximale Abschirmung = geringe Bindung Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

6 Elektronenanordnung im Grundzustand Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

7 Elektronenanordnung im Grundzustand Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

8 Periodensystem mit Elektronen-Konfiguration Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

9 Zusammenfassung-I Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

10 Aufbau des Periodensystems Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

11 Atomradien Innerhalb einer Periode nimmt der Atomradius von links nach rechts ab. Diese auf den ersten Blick erstaunliche Beobachtung lässt sich verstehen, wenn man bedenkt, dass in einer Periode die Kernladungszahl stetig zunimmt, die hinzukommenden Elektronen aber keine Schalen neu beginnen. Dadurch wird die Anziehung auf die Elektronenhülle größer und es tritt eine Schrumpfung des Atomradius ein. Der Atomradius ist das Ergebnis von Anziehung der Elektronen durch den Kern einerseits und der gegenseitigen Abstoßung der Elektronen andererseits. Bohrsche Modell (VL 8): Durch Abschirmung S der Kernladung: Zeff=Z-S Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

12 Berechnung von Zeff (Slater-Regeln) Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

13 Beispiel: Berechnung von Zeff Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

14 Abgeschlossene Schalen Elektronendichte bei vollen Schalen (Z=2,10,28 für n=1,2,3) Atomradien und Ionisierungsenergie Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

15 Effektives Potential bei mehreren Elektronen Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

16 Zusammenfassung - II Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

17 Atome mit 1 Valenzelektron Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

18 Termschema Na (1 Valenz-Elektron) Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

19 Vollständiges Termschema des H-Atoms Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

20 LS-Kopplung Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

21 JJ-Kopplung Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

22 Zusammenfassung LS und JJ Kopplung Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

23 Verbotene QZ Beispiel: 3 S 1 hat L=0 S=1, Bahn-und Spin- Anteil beide symm. Verboten. Rot ist verboten (Pauli) Beispiel: 1 P 1 darf nicht mit 2 Elektronen besetzt werden, da L=1 und S=0, bedeutet Spinanteil antisymm, Ortsanteil symm., aber L=1 bedeutet ml1=0,ml2=1 erlaubt keine symm. Wellenfkt. Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

24 Die erlaubten QZ für die p 2 Konfiguration Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

25 Zusammenfassung - II Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

26 Hundsche Regeln: Zusammenfassung-III Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

27 Friedrich Hund Nobelpreis für Physik im Jahre 1945 für seine bahnbrechenden Beiträge in der Quantenmechanik und Molekülphysik. Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

28 Elektronenkonfiguration für n=1,2 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

29 Magnetische Materialien Grundzustand S=2, L=2.J=4 Grundzustand S=1, L=3.J=4 Eisen und Nickel Atome haben starkes magnetisches Moment durch hohe L und S Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

30 Elektronenanordnung im Grundzustand Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

31 Zusammenfassung-I Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

32 Zusammenfassung - II Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

33 Hundsche Regeln: Zusammenfassung-III Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

34 Zum Mitnehmen Mehrelektronen: Besetzung der Energieniveaus bestimmt durch Pauli-Prinzip und Hundsche Regeln. Dies führt zum Periodensystem der Elemente Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle,

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