1. Welcher Zusammenhang besteht zwischen den Anzahl Knoten und der Energie einer (eindimensionalen) stehenden Welle?
2. Welche Bedeutung hat das Quadrat der Wellenfunktion eines Elektrons?
3. Welche Bedeutung haben die Nullpunkte bei einer quadrierten Wellenfunktion?
4. Was sagt die Heisenbergsche Unschärferelation aus?

1. Wie muss man Elektronen im neuen quantenphysikalischen Modell interpretieren? Was sind Orbitale?
2. Betrachte nochmals die Klangfiguren einer Trommelmembran auf der S. 54 (Abb. B2): Welche Orbitale sind den einzelnen Klangfiguren zuzuordnen? Welcher Zusammenhang besteht zwischen den Beobachtungen an einer Trommelmembran und den Elektronen in der Atomhülle?

1. Gehe die Abb. B10 Atomsorte um Atomsorte durch, damit du die Regeln der "Besetzung" erkennst.
2. Zeige an einem geeigneten Beispiel (Kästchen) in Abb. B10 auf, wo das Pauli-Prinzip und die Hundsche Regel zur Anwendung kommt. Halt dazu in Stichworten fest, was diese 2 Regeln beschreiben.
3. Wie lautet die Kurzschreibweise für Schwefel? Die Lösung folgt später (S. 61).

1. Die formalen Darlegungen mit den Quantenzahlen sind wenig hilfreich: Du musst hier nur wissen, wie man aus dem PSE ableiten kann, wann welche Orbitale besetzt werden: Studiere dazu das PSE auf S. 61a.
2. Studiere dieses Video (16:43 min, mau), damit du erkennst, wie die Besetzung der Orbitale erfolgt.

1. Fakultativ: Schau zur Wiederholung des Stoffs das folgende Video (10:19 min, LearningLevelUp).

1. die Linienspektren beim Wasserstoff und anderen Elementen (das einfache Schalenmodell würde nicht die Vielfalt an Spektrallinien erklären); Polarlichter; die Farbigkeit von Stoffen;
2. delokalisierte Elektronen in Molekülen wie den aromatischen Kohlenwasserstoffen; wie die Doppelbindung bei Alkenen wirklich zu verstehen ist;
3. die Geometrie von Molekülen (wo das Kugel-Wolken-Modell versagt);
4. die effektive Anzahl Atombindungen zwischen zwei Atomen; ob radikalische Moleküle vorliegen bzw. ob sich Moleküle wie Li₂ überhaupt bilden können (wo das Kugel-Wolken-Modell und die Oktettregel versagen).

Der Punkt (iv) wird in diesem Modul geklärt.

1. Was passiert nun, wenn 2 H-Atome sich zum einem H₂-Molekül verbinden, d. h. also, wenn zwei stehende Wellen aufeinandertreffen?
2. Schau zu diesem Zweck dieses kurze Video (1:57 min, "Experimente mit einer Stahlfeder") zur Wellenlehre an.

1. … weshalb ein C-Atom in der Realität 4 Bindungen ausbildet, obwohl mit 2 einfach besetzten p-Orbitalen beim C-Atom gemäss Atomorbital-Modell auch nur 2 Bindungen zu erwarten wären…
2. … und weshalb beim H₂O-Molekül und beim NH₃-Molekül kein Winkel von 90°, sondern ein grösserer Winkel zu messen ist, obwohl die p-Orbitale ja 90° zueinander orientiert sind. Das schöne ist, dass dank diesem Hybridisierungskonzept (das auf komplizierten, quantenmechanischen Berechnungen beruht) am Schluss wieder sehr Vieles dem sehr viel einfacheren Kugel-Wolken-Modell entspricht.

1. Das VB-Modell ist begrifflich unwichtig, zeigt aber gewisse Ähnlichkeiten mit dem Kugel-Wolken-Modell. Die Seite ist insofern nützlich, da hier so ziemlich alles nochmals zu sehen ist: Pauling-Kästchen- und Lewis-Schreibweise, MO-Schema, AO-Schema, Besetzungsreihenfolge der Elektronen, Form von s- und p-Orbitalen und deren Überlappung zu Molekülorbitalen mittels Sigma-Bindung, wobei sich die Elektronendichte zwischen den Kernen erhöht (konstruktive Interferenz).
2. Versuche all diese unter (i) erwähnten Begriffe in den Abb. B3 und B4 auf der S. 65 zuzuordnen.

1. Halte – am besten auf der Seite 64 – fest, wie du dir die Begriffe Sigma (σ) und Pi (π) merken kannst.

1. Nun solltest du besser die Abb. B3 verstehen.
2. Auf der Übersichtsseite S. 70 sind die 4 einzelnen sp³-Hybridorbitale der Abb. B3 (S. 67) in einem C-Atom zusammen zu sehen. Studiere die ganze linke Spalte "sp³" (und nur diese).

1. Zu welcher Atomsorte gehören die weissen Kugeln?
2. Was gehört nun genau zum p-Orbital? Wie viele p-Orbitale sind da?
3. Wo sind die sp²-Hybridorbitale?
4. Welche Orbitale überlappen konkret? Und wo haben wir σ- und π-Bindungen?

1. Vielleicht lassen sich nun einige der Fragen unter (6) einfacher beantworten.
2. Die besagten Fragen sollten mit diesem Video (11:46 min, mau) geklärt werden.

1. sehr schnell, aber auch informationsdicht: Video (4:50 min, SimpleClub)…
2. … oder Schritt um Schritt und entsprechend länger, dafür auch bereits den 3. Hybridisierungstyp verständlich erklärend: Video (20:27 min; Latiniculus).

1. Falls du das SimpleClub-Video (i) gewählt hast, wird dir jetzt die sp-Hybridisierung, wie sie beim Ethin (H–C≡C–H) aktuell ist, noch detaillierter erklärt: Video (7:56 min, ChemistryKickAss).
2. Falls du das Video (ii) gewählt hast, weisst du schon Bescheid.

1. Nun solltest du die Abb. B3 besser verstehen.
2. Studiere die ganze rechte Spalte "sp" auf der Übersichtsseite S. 70.

1. Recherchiere wie die Lewisformel von Formaldehyd aussieht, wenn du Probleme beim Zeichnen hast.
2. Hinweis: Die Aufgaben A2 und A3 behandeln wir nicht.

1. Dabei kriegst du auch noch eine Visualisierung für die Erklärung (vgl. S. 69 unten links), weshalb beim N₂-Molekül die Vorstellung von sp-Hybridorbitalen nicht notwendig ist.
2. Fakultativ: Du kannst das Gesehene selbst mit der vorgestellten Website nachvollziehen und etwas rumspielen.

1. Vollziehe die Struktur der Molekülorbitale beim Propen mithilfe dieser Website nach, indem du der Reihe nach auf die folgenden, rot eingerahmten Schaltflächen klickst (im linken Teil der Webseite zu finden):

1. Halte auf der Rückseite der Seite 67 fest, in welchem Hybridisierungstyp die C-Atome in Diamant und Graphit vorliegen.
2. Wie muss man sich also die Summe aller delokalisierten Elektronen zwischen zwei Graphenschichten im Graphit vorstellen? D. h., welche Atomorbitale überlappen da? Oder überlappen da gar keine Orbitale?

1. Vollziehe die Struktur der Molekülorbitale beim Benzol mithilfe dieser Website nach, indem du der Reihe nach auf die folgenden Schaltflächen klickst (im linken Teil der Webseite zu finden; dort zuerst nach unten scrollen):