Landesbildungsserver Baden-Württemberg - Kugelwolkenmodell
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Kugelwolkenmodell

Bei diesem vereinfachten Orbitalmodell geht man davon aus, dass die Elektronen kugelförmige Aufenthaltsräume um den Atomkern besetzen. Diese "Kugelwolken" können mit einem oder zwei Elektronen belegt werden.   
                                  

1. Modellvorstellung am Beispiel ausgewählter Atome


Wasserstoff

Atom

Der Pfeil steht für das Elektron eines Wasserstoffatoms. Die grüne Kugel beschreibt den Bereich um den  Atomkern in dem das Elektron des Wasserstoffatoms mit 99% Wahrscheinlichkeit anzutreffen ist.


Helium                

Atom

Die Kugelwolke ist ist mit zwei Elektronen belegt. Die Elektronen unterscheiden sich in ihrem "Drehsinn".

Lithium

Atom

Die Kugelwolke des tiefsten Energieniveaus ist mit zwei Elektronen voll besetzt. Das dritte Elektron des Lithium belegt eine neue Kugelwolke, die weiter vom Atomkern entfernt ist.

In der zweiten Periode erweitert sich der Raum (Aufenthaltsbereich der Kugelwolken) so, dass insgesamt vier weitere Platz haben.


Kohlenstoff

Atom
Da die Elektronen einerseits von den Protonen im Atomkern angezogen werden, sich andererseits aber die Elektronen gegenseitig abstoßen werden Kugelwolken eines Hauptenergieniveaus zunächst einfach besetzt.


Stickstoff

Atom
Die vier Kugelwolken des Stickstoffatoms richten sich in die Ecken eines Tetraeders aus. Vom Zentrum aus gemessen beträgt der Winkel 109°. 

Eine Kugelwolke ist mit zwei Elektronen doppelt besetzt.

   Arbeitsblatt zum Üben des Kugelwolkenmodells  Icons zu den Dateitypen (Word-Datei, 116 KB)

2. Modellversuch zur Anordnung von Kugelwolken

Mit Rundmagneten kann man einen Modellversuch zur Anordnung der Kugelwolken als Ergebnis von Abstoßung und Anziehung durchführen. Bei den oberen beiden Bildern ist die Orientierung der Magnete außen identisch, daher stoßen sie sich maximal ab.

Magnetmodell Magnetmodell MagnetmodellMagnetmodell


3. Abbildungen zum Kugelwolkenmodell

Die PowerPoint-Datei  bietet neben Abbildungen von Atomen und Molekülen  auch Animationen zum Elektronengasmodell der Metallbindung und zur Verformung von Metallen. Die Abbildungen sind gedacht zur Projektion mittels Beamer oder zum Ausdrucken von Folien. Sie ist so angelegt, dass mittels Kopieren und Einfügen ganz einfach eigene Modelle gezeichnet werden können. Siehe dazu Folie "Bastelbogen".

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    Zum Download Icons zu den Dateitypen (Powerpoint-Datei 1MB)

Materialien im Netz
Ausgewählte Onlineressourcen zum Thema Atommodell.

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