Einführung Die neue Periodizität Vergleich der Modelle Ausblick Quellen
Startseite Einführung Die Isoelektronischen Reihen

Einführung


Die Isoelektronischen Reihen Die Polynome der Isoelektronischen Reihen Die Isoelektronischen Reihen nach Moseley

Gästebuch Impressum Datenschutzerklärung facebook Kontakt

Die Isoelektronischen Reihen

Als isoelektronisch bezeichnet man mindestens zwei Atome, Ionen oder Moleküle, wenn sie dieselbe Elektronenzahl und eine sehr ähnliche Elektronenkonfiguration besitzen. Trotzdem können sie aus unterschiedlichen Elementen bestehen. Die isoelektronischen Reihen, die in dieser Arbeit betrachtet werden, werden aus den neutralen Elementen und ihren ionisierten Zustände gebildet.

Bei der Ionisation der Elemente entstehen immer wieder ähnliche Elektronenkonfigurationen. Beispielsweise ist die Elektronenkonfiguration von He+ mit der des Wasserstoffs im Prinzip identisch. Ähnlich verhält es sich mit Li+ und He; natürlich unterscheiden sich die entsprechenden Kerne um die entsprechende Anzahl der Protonen. Dieses Ähnlichkeitsverhalten der Ionisationszustände wird genutzt, um die isoelektronischen Reihen zu bilden. Die betrachteten Reihen beginnen jeweils mit der Ionisationsenergie des neutralen Elements und werden von dem nächsthöheren Element, das einfach ionisiert ist, fortgesetzt. Diese Reihe wird über alle bekannten Elemente hinweg fortgesetzt.

Frau Lisitzin hat ihre Untersuchungen bis zum Jahr 1936 durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt waren noch nicht alle Ionisationsenergien der Elemente verlässliche gemessen worden und zu einigen Elementen gab es noch gar keine Messungen. Frau Lisitzin konnte deshalb nicht für alle Elemente und deren Ionisationszuständen die isoelektronischen Reihen bilden und untersuchen. Für die Elemente der Nebenperioden 6 (Lanthanoide) und 7 (Actinoide) gab es zu dieser Zeit noch überhaupt keine Daten.

Die erste isoelektronische Reihe umfasst alle Elemente des Periodensystems. Das erste Glied der Kette ist das Wasserstoffatom, das zweite Glied ist das einfach ionisierte Heliumatom, das dritte Glied ist das zweifach ionisierte Lithium, alle Reihenmitglieder haben nur ein Elektron. Diese Reihe setzt sich dann bis zum letzten bekanntem Element fort.

Die zweite Reihe beginnt bei der Ionisationsenergie des neutralen Heliums. Auch diese Reihe endet mit dem letzten bekannten Element. Alle Mitglieder dieser Reihe haben zwei Elektronen.

Diese Reihen setzen sich fort, bis zum letzten Element, dessen Reihe aber außer ihm selbst keine weiteren Mitglieder enthält.

Die Eingliederung der Affinitätsenergie in die isoelektronischen Reihen wird in dieser Arbeit nicht betrachtet.

Wie Frau Lisitzin gezeigt hat, können diese isoelektronischen Reihen der Ionisationsenergien durch Polynome zweiten Grades dargestellt werden.

Da E_in in Elektronen Volt (eV) berechnet wird, muss die rechte Seite der Gleichung auch in Elektronen Volt dargestellt werden. Die Ordnungszahl hat keine Dimension, sondern ist eine reine Zahl, die die Anzahl der Protonen der Elemente ausdrückt. Für die Koeffizienten bedeutet das, dass ihnen die folgenden Einheiten zugeordnet werden:

In der folgenden Graphik sind die Ansätze der isoelektronischen Reihen der Elemente dargestellt. Die dargestellten isoelektronischen Reihen wurden aus den Messwerten der Ionisationsenergie der Elemente gebildet. Es wurden alle mir zugänglichen, öffentlich verfügbaren Ionisationsenergien der Elemente und ihrer Ionen verwendet. In dieser Abbildung werden nicht die von Frau Lisitzin entwickelten Polynome, sondern die gemessenen Ionisationsenergien gezeigt.

Die isoelektronischen Reihen der Elemente

Auffällig an diesen isoelektrischen Reihen sind die auftretenden Regelmäßigkeiten und deren strukturelle Ordnung. Im Folgenden werden diese Strukturen mit Hilfe der Arbeit von Eugenie Lisitzin analysiert und interpretiert.