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Die ominösen sp2 und sp3 Konfigurationen

Posted on by Bernd Leitenberger

Da ich wahrscheinlich in meinen Aufsätzen noch ein paar mal mit Fachbegriffen um mich werfe, an dieser Stelle eine Erklärung von zweien. Fangen wir mal ganz elementar an. Elektronen halten sich nach den Atommodellen der Physiker in Orbitalen auf. Um Missverständnissen vorzubeugen: Das sind keine definierten Bahnen und sie haben keine Ähnlichkeit zu den Orbits von Planeten und Satelliten. Man kann sie dann noch nach den Energieniveaus in verschiedenen Schalen anordnen. Daher kommen die Buchstaben: Eine s-Schale ist besetzt mit zwei Elektronen. Es kommt dann die p-Schale mit sechs Elektronen. (Zur Vervollständigung: Es gibt noch die d-Schale mit 18 Elektronen und die f-Schale mit 32 Elektronen (Gesetzmäßigkeit: 2*n²)).

Wenn man in Büchern nachschaut, findet man dann Abbildungen dieser Schalen, wobei diese die Aufenthaltswahrscheinlichkeit angeben. Vereinfacht gesagt, den Raumbereich in dem sich ein Elektron am häufigsten aufhält. Eine s-Schale ist kugelförmig. Eine p-Schale hantelförmig. Jede Schale nimmt maximal zwei Elektronen auf. So gibt es drei p-Schalen die in den drei Raumachsen angeordnet sind (px, py und pz).

Wichtig ist: Für Bindungen stehen nur die äußeren Schalen zur Verfügung, die nicht vollständig besetzt sind. Alle anderen Schalen beteiligen sich nicht an chemischen Bindungen. Continue reading „Die ominösen sp2 und sp3 Konfigurationen“ →

Wir sind alle Sternstaub

Posted on by Bernd Leitenberger

ElementhäufigkeitenVielleicht haben Sie es schon gehört : Fast alle Elemente die wir heute kennen wurden in Sternen erzeugt. Sie bestehen aus Sternenstaub, ich tue es und bestimmte Schmuckgegenstände haben sogar noch eine aufregendere Entstehungsgeschichte.

Am Anfang war der Wasserstoff : Er und etwas Helium wurden beim Urknall gebildet. Die ersten Sterne und auch heute die meisten Sterne fusionieren Wasserstoff zu immer höheren Elementen. Zuerst zu Helium dann Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Fluor, Neon und Natrium. Dies macht auch unsere Sonne seit über 4 Milliarden Jahren. Aus den oben genannten Elementen zusammen mit dem Wasserstoff bestehen wir zum größten Teil. Etwa 80-90 % unser Körpermasse besteht aus den Elementen Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff.

Irgendwann besteht ein Stern im innern aus lauter Schalen, wie eine Zwiebel. Im inneren eine Kugel aus den schweren Elementen, mit Schalen aus den immer leichteren Elementen darüber und einer Hülle aus Wasserstoff. Nun ist der Wasserstoff im inneren verbraucht und der Stern beginnt Helium zu verbrennen. Er bläht sich auf, weil dies bei höheren Temperaturen geschieht. So entstehen noch schwerere Elemente bis hin zum Magnesium. Danach setzen Fusionsprozesse mit immer kürzeren Zeitskalen ein. Im Wasserstoffbrennen kann ein Stern Milliarden Jahre lang bleiben, im Heliumbrennen noch 100 Millionen Jahre, doch bei den folgenden Prozessen reden wir von 100-10000 Jahre. Der Grund: Fusioniert wird nur ein Teil des Brennstoffs und zwar der im Kern wobei dessen Menge immer kleiner wird. Und man bekommt immer weniger Energie aus dem Fusionsprozess während die Temperatur die man braucht um ihn am Leben zu erhalten immer mehr ansteigt. Die letzten Fusionsprozesse die im inneren von Sternen ablaufen erzeugen die Elemente bis zum Eisen. Dass unsere Erde größtenteils aus Eisen besteht ist also kein Zufall. In kleinen Mengen entstehen als Nebenprodukte durch Neutoneneinfang und Zerfall die Elemente von Atommasse 63 bis 209 als Abfallprodukte. Continue reading „Wir sind alle Sternstaub“ →