Energieniveauschema - eine Erklärung

Einfaches Beispiel für das Energieniveauschema

Für die Erklärung des Energieniveauschemas ist es zweckmäßig, sich folgendes Bild vorzustellen:

1. Stellen Sie sich ein Bücherregal vor, das aus 4 Brettern besteht. Das unterste Brett nennen Sie K oder 1, das nächste L oder 2, dann kommt  3 oder M und 4 oder N.
2. Der Abstand zwischen den Brettern ist nicht gleich. Das unterste Fach zwischen 1 und 2 ist größer, nach oben hin werden die Fächer immer kleiner, das kleinste Fach ist zwischen dem 3. und dem 4. Brett,
3. Fügen Sie nun kleinere Unterfächer ein. Das zweite Fach ersetzen Sie durch 2 Unterfächer, die Sie 2s und 2p nennen, das 3. durch 3, die Sie 3s, 3p und 3d nennen, das letzte Fach wird zu 4s, 4p, 4 d  und 4e. Statt eines Regalbodens 2 haben Sie nun zwei übereinanderliegenden 2s und 2p. Der Boden 2 wäre, wenn er noch vorhanden wäre, in der Mitte zwischen den Böden. So haben die nun statt des Bodens 3 also 3 Böden (s,p,d) und statt des Bodens 4 sind es nun 4 Böden (s,p,d,e)
4. Nennen Sie den Boden 1 in 1c um. Sie haben nun das Energieniveauschema eines Atoms aufgebaut.

Erklärung zu dem Beispiel

• Wenn Sie nun ein Buch auf dem Boden 1s haben und dieses in die Höhe heben, dann überwinden Sie die Erdanziehungskraft, Sie fügen Energie zu. Sie erhöhen das Energieniveau des Buches.
• Dabei ist es wichtig, dass Sie das Buch in Energiezustände versetzen, die zu den Regalböden passen. Es nutzt nichts, wenn Sie das Energieniveau nur so weit anheben, dass das Buch bis zur Hälfte das Regal 2s erreicht, es würde im untersten Regal verbleiben. Das Buch kann also nur ganz bestimmte Energieniveaus annehmen. Das nennt man Energiequantelung.
• Angenommen die Erde wäre der positive Atomkern und das Buch ein negatives Elektron. Da sich die Ladungen anziehen, übt der Atomkern eine Anziehung auf das Elektron aus, ähnlich wie die Erde auf das Buch.
• Die 4 Regalbretter entsprechen den Elektronenschalen. Ähnlich wie das Buch nur verschiedene Energiezustände haben kann, ist es mit den Elektronen. Sie können nur solche Energiezustände annehmen, wie es den Energieniveaus der Schalen entspricht. Das Regal aus dem Beispiel ist also das Energieniveauschema der Elektronen.

So haben Sie eine einfache und leicht verständliche Erklärung für das Energieniveauschema in einem Atom.