Was ist eine Edelgaskonfiguration?

Gegenüberstellung: Atommodelle / Edelgaskonfiguration

Edelgaskonfiguration: Stand der Wissenschaft

(Für die Gegenüberstellung der Theorien zur Edelgasfiguration wird hier einfachheitshalber nur auf die ersten drei Perioden des PSE Bezug genommen.)

Soll die Edelgaskonfiguration beschrieben werden, wird heute oft auf das „Bohrsche Atommodell“ zurückgegriffen, weil es wohl am Einfachsten die noch heute anerkannte Elektronentheorie darstellen kann. Auch wenn dabei betont wird, dass die Vorstellung der Elektronen als Teilchen nicht aktuell ist.

Bohrs Atommodell von 1913 baute auf dem Kern-Hülle-Atommodell von 1911 seines Lehrers Ernest Rutherford auf. Er entwickelte es bis in die 1920er weiter. Dieses auch als Schalenmodell bezeichnete Atommodell, sieht in der ersten sog. K-Schale zwei Elektronen vor, in der zweiten L-Schale acht Elektronen und in der dritten M-Schale bis zu achtzehn Elektronen. In dieser Weise bauen sich auch die weiteren Schalen auf. Siehe Abbildung (Atomaufbau bis Argon).

Mit der Quantenphysik nach 1925 wird das Atommodell Bohrs modifiziert. Statt Schalen, sollen sich Elektronen nun in Orbitalen aufhalten. Die Quantenphysiker gehen zudem davon aus, dass Elektronen nach dem sog. „Welle-Teilchen-Dualismus“ auch Wellen sein können. Ebenso soll sich ein Elektron nicht gesichert in einem Orbital befinden, sondern nur zu 90 %. Diese Vorstellungen der Quantenphysik sind bis heute Bestandteil der Atomtheorie der Wissenschaft. Der Aufbau des Orbitalmodells sieht vor, dass zuerst das sog. 1s-Orbital mit 2 Elektronen besetzt wird, danach das 2s-Orbital mit 2 Elektronen und anschließend drei sog. 2p-Orbitale mit je 2 Elektronen. Die Edelgaskonfiguration ist insbesondere für die Chemie von Bedeutung, da nach der Theorie alle Atome diese Konfiguration in ihrer Atomhülle erreichen wollen und deshalb Bindungen eingehen. Siehe Abbildungen (Atomaufbau bis Neon).

Edelgaskonfiguration nach dem schachbrettartig-planaren Atomaufbau

Eine Edelgaskonfiguration ist die Konfiguration der Atombausteine eines Edelgases. Da nach dem schachbrettartig-planaren Atomaufbau sich alle Atome „nur“ aus Protonen und Neutronen aufbauen, muss diese „Spezialkonfiguration“ auch damit begründbar sein. Betrachten wir dazu das erste Edelgasatom des PSE, das Heliumatom. Bereits mit den 2 x 2 Atombausteinen des Heliumatoms ist eine Edelgaskonfiguration erreicht, weil Helium so ein geschlossenes Atomrechteck bildet. Alle Edelgase weisen geschlossene Atomrechtecke auf und können keine weiteren Bausteine aufnehmen. So bildet das Neonatom mit 4 x 5 Atombausteinen ebenso wie das Argonatom mit 6 x 6 Atombausteinen ein geschlossenes Atomrechteck (Quadrat)!(vgl Albert G. Albert H. 2017).

Im Zuge des Aufbaus größere Atome durch kleinere Atome oder durch hinzukommende Nukleonen bilden sich auch unvollständig besetzte Atomrechtecke, die „Lücken“ aufweisen. Diese Atome sind reaktiv, d.h. sie können noch weitere Atombausteine aufnehmen oder Bindungen mit anderen Atomen eingehen. Im Atomaufbau sind Protonen mit Neutronen am Äquator direkt verbunden, wobei sich identische Nukleonen, ohne sich zu berühren, diagonal gegenüberstehen. Diese Aufbaustruktur ermöglicht den dichtest möglichen Aufbau, ohne dass sich Protonen, bzw. Neutronen. gegenseitig abstoßen. Der schachbrettartige Atomaufbau ist die ideale Kernstruktur der Atome!(vgl. ebd. 2017).

Fazit:

In dieser Gegenüberstellung der bisherigen wissenschaftlichen Vorstellung einer Edelgaskonfiguration durch Elektronen und der Vorstellung einer Edelgaskonfiguration durch Nukleonen des Atomkerns, wird die Unzulänglichkeit einer auf Elektronen basierenden Konfiguration deutlich. Elektronen, ob als fast masse- und ausdehnungslose Teilchen oder als Wellen in der Atomhülle, sind als Besetzungsystem offensichtlich ungeeignet. Dem gegenüber sind Protonen und Neutronen, mit nachweisbarer Ausdehnung und Masse die idealen Teilchen für ein Besetzungsystem, mit dem geschlossene und offene Teilchensysteme möglich sind.

Die fast „geisterhaften“ Elektronen können im Vergleich mit den geradezu „plastischen“ Atombausteinen des Kerns, in keiner Theorie überzeugen. „Bohrs Elektronen“ waren als Teilchen eines Besetzungssystems, negiert man die mal die anderen Probleme, noch denkbar. Die Paradoxie der Quantenphysik bzw. der heutigen Wissenschaft ist es aber, dass sie zwar Bohrs Elektron-Vorstellungen nicht mehr teilt, seine Vorstellung von einem Besetzungsystem aber sehr wohl. Das eine ist aber nicht ohne das andere denkbar. Auch ein Parkplatz mit acht Parkplätzen kann nur von acht Autos besetzt werden und nicht durch den Schall der Autoradios. Die Quantenphysik selbst führte ihre Vorstellung, vom Atom und der Chemie der Atome, ins Unsinnige.

Ein paritätisch mit Protonen und Neutronen vollständig besetztes Atomrechteck bildet eine Edelgaskonfiguration. Jedes Edelgas stellt einen Quadrupol dar, mit 2 Protonen und 2 Neutronen an seinen vier Ecken. Die Energien eines so aufgebauten Atomrechtecks sind damit nach außen ausgeglichen, weshalb die Edelgase in der Natur als Einzelatome auftreten. Siehe Abbildungen(Schachbrettartig-planarer Atomaufbau, bis Argon).

Helmut Albert, Freiburg im August 2023

Quellenverzeichnis:

Albert Helmut, Albert Georg (2017): Atommodell mit schachbrettartiger Struktur/ Atomic model with checkerboard-like structure. Deutsch/english. Engl. Übersetzung: Dr. Melanie Darstein. Druckausgabe, 52 Seiten. Druck: Neopubli Berlin.