Elektronenschalen

Wie sieht ein Atom wirklich aus? Wie ein Ball? Oder so – mit Elektronen, die einen Atomkern umkreisen? Vielleicht eher so? Mit einem Atomkern in der Mitte, um den die Elektronen wie Fliegen schwärmen?

Ja, das Bild kommt der Realität schon recht nahe. Die Elektronen können beides: nah am Atomkern sein und auch weit weg von ihm. Sie fliegen mit enormer Geschwindigkeit umher – fast mit Lichtgeschwindigkeit. Wenn du versuchen würdest, ein Elektron zu fangen, würdest du etwas Besonderes entdecken. Es ist unmöglich zu wissen, wo genau das Elektron ist.

Die Elektronen sind so klein, dass man sie nicht sehen kann. Nicht einmal mit dem weltbesten Mikroskop. Trotzdem lässt sich der Bereich einschätzen, in dem die Elektronen normalerweise sind. Dann finden wir sie in Gruppen in unterschiedlichen Abständen zum Kern. Deshalb zeichnen wir Atome oft so.

Als Atomkern... mit Elektronen in verschiedenen Schalen. Fast wie Planeten um einen Stern. Es ist aber KEIN genaues Abbild der Wirklichkeit. Sondern nur ein Modell – das uns hilft zu verstehen, wie ein Atom funktioniert.

Dieses spezielle Atom ist Argon, ein chemisches Element mit achtzehn Elektronen. Argon weist auf der Innenschale zwei Elektronen auf. Mehr passen da nicht hin. Die nächste Schale des Atoms ist mit acht Elektronen besetzt. Auch hier passen nicht mehr hin.

Und dann sind da noch acht Elektronen – auf der äußersten Schale. Die Elektronen auf der Außenschale werden Valenzelektronen genannt. Sie bestimmen, welche chemischen Verbindungen das Atom bilden kann. Argon ist ein Edelgas: Es will sich nicht mit anderen Elementen verbinden. Ganz einfach, weil das Argon-Atom auf seiner äußeren Elektronenschale acht Elektronen sitzen hat.

Somit ist es gesättigt... und stabil. Je größer das Atom, desto mehr Elektronenschalen kann es haben. Sehr große Atome zählen bis zu sieben Schalen. Um Platz für alle Elektronen zu machen, legt das Atom auf einige Schalen mehr als acht Elektronen.

Allerdings nie mehr als acht Elektronen auf die Außenschale. Die kleinsten Atome – Wasserstoff und Helium – haben nur eine einzige Elektronenschale. Die Sache ist: Alle Atome – außer die kleinsten – wünschen sich acht Elektronen auf ihrer Außenschale. Man spricht hierbei von der Oktettregel – Atome streben nach genau acht Valenzelektronen. Oktett!

Ist das nicht eine Gruppe von acht Musikern? Ja, das Wort stammt aus dem Lateinischen für 'octo', und das bedeutet... acht.