Atommodelle – Atomorbitale

Wie werden die Elektronen im Atom von Chemikern beschrieben? Die sogenannten Atomorbitale werden als Visualisierung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons im Atom eingeführt. Hier zu sehen sind die Orte maximaler Aufenthaltswahrscheinlichkeit für das s- p- und d-Orbital.

Hinter dieser Wahrscheinlichkeit liegt allerdings die unsichtbare, interferenzfähige Schwingung in der Quantendimension, hier visualisiert durch ein drehendes Rad.

Dem s-Orbital liegt die Schwingung ohne Knotenlininie zugrunde.

Dem p-Orbital liegt die Schwingung mit einer Knotenlinie zugrunde, also l=1.

Betrachten wir den Zusammenhang zum p-Orbital einmal genauer. Auf einer einzelnen Kugelschale haben wir bereits den Schwingungszustand l=1 kennengelernt.

Schneiden wir den Raum wie eine Zwiebel auf, ergeben sich viele Kugelschalen. Die Knotenlinie wird im Raum zu einer Knotenebene. Die maximale Schwingungs-amplitude nimmt bei sehr großem Abstand zum Atomkern wieder ab.

In der Chemie wird nicht die gesamte Schwingung im Raum dargestellt, sondern nur der Ort maximaler Aufenthaltswahrscheinlichkeit, was den Orten mit größter Schwingungsamplitude entspricht. So ergibt sich diese Darstellung des p-Orbitals.

Dies gilt auch für alle weiteren Orbitale: Die Knotenlinien bzw. Knotenflächen werden aus der Quantendimension in die Atomorbitale im Raum sozusagen vererbt und lassen sich dort wiederentdecken! So stimmt die Chemie in der Physik!