In der Chemie oder in der Atomphysik ist häufig von einem Schalenmodell die Rede. Eine Erklärung anhand des H2O-Molekühls finden Sie hier.

Was ist das Schalenmodell?

Das Schalenmodell ist in erster Linie nur ein Modell, wie der Name schon verrät. Das bedeutet, dass ein Atom in Wirklichkeit nicht exakt wie im Schalenmodell beschrieben aufgebaut ist. Da dieses Modell den Sachverhalt aber anschaulich darstellt und Sie damit Berechnungen durchführen können, wurde es eingeführt.
Beim Schalenmodell geht es konkret um den Aufbau der Atomhülle. Es entstand aus dem bohrschen Atommodell und dem Orbitalmodell.
Der Grundgedanke dabei ist, dass Elektronen um den Atomkern kreisen. Die Bahnen der Elektronen sind dabei die Schalen. Diese Schalen werden nach außen laufend nach dem Alphabet benannt. Beginnen Sie dabei mit der innersten Schale und bezeichnen Sie diese mit einem "K".
Die Anzahl der Elektronen, die auf eine bestimmte Schale passen, berechnet sich folgendermaßen. Setzen Sie die Nummer der Schale ins Quadrat und nehmen sie das Ergebnis mal 2. Da die K-Schale die erste Schale ist, passen darauf nach der Formel nur zwei Elektronen. Die äußerste Schale eines Atoms kann höchstens acht Elektronen besitzen.

Das Periodensystem der Elemente ist so angeordnet, dass mit jeder neuen Periode eine Schale hinzukommt.

Das Molekül H2O

H2O besteht, wie Ihnen die Formel bereits verrät, aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Da der Sauerstoff auf der äußeren Schale nur sechs Außenelektronen besitzt, strebt er nach zwei weiteren. Jedes Element will den Edelgaszustand erreichen und dafür benötigt es acht Außenelektronen.
Da Wasserstoff aber nur ein einzelnes Außenelektron besitzt, verbindet sich ein Sauerstoffatom immer mit zwei Wasserstoffatomen. Das Wasserstoffatom besteht nur aus einer Schale, die von einem Elektron besetzt ist, und kann dadurch maximal noch ein Elektron aufnehmen. Für diese Überlegung können Sie die Formel im oberen Abschnitt verwenden.
Das Schalenmodell von H2O besteht also aus einem Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatomen. Um den Atomkern des Sauerstoffatoms zeichnen Sie zwei Schalen. Auf der K-Schale befinden sich zwei Elektronen, auf der L-Schale sechs. Daneben zeichnen Sie um den Atomkern der beiden Wasserstoffatome jeweils eine Schale mit einem Elektron, die sich mit der äußeren Schale des Sauerstoffatoms überschneiden. Sie teilen sich also jeweils ein weiteres Elektron miteinander. Dadurch sind alle Schalen voll besetzt und der Edelgaszustand ist erreicht.


Gruß raffisworld