Kapitel 2

elektrische Ladung des Elektrons ungefähr -1,602*10^-19

unendlich, -1, +/- 0,5, 9,1*10^-31, unbekannt

Generation

kein Spin oder ganzzahlig

-Photon elektromagnetische

-starke Kraft von acht verschiedenen Arten von Gluonen

-Eine Sorte von Z-Boson und zwei Typen von W-Bosonen tragen die schwache Kraft

-Higgs Boson für die Gravitation

Coulomb Kraft ist umso stärker, je größer die Ladungen q1 und q2 und je geringer der Abstand r ist

Im Atom gibt es bestimmte diskrete Energiezustände, die das Elektron einnehmen darf. Zu jedem erlaubten Energiewert gehört eine kreisförmige stationäre Bahn, auf der sich das Elektron bewegen kann, ohne durch Strahlung Energie zu vlieren. Auf anderen Bahnen im Atom ist es nicht anzutreffen

..größer

1 schrumpft 2 Quaddrat

Je weiter außen sich ein Elektron befindet, desto weniger Energie steckt also in der Bindung, wobei die Abstände zwischen den Niveaus immer geringer werden

Elektronen können mit einem Quantensprung von einem erlaubten Energieniveau auf ein anderes wechseln und sich dabei von einer Bahn auf eine andere bewegen. Die Energiedifferenz nehmen sie in Form von Strahlung auf oder geben sie als Strahlungspaket ab

Es muss erst einmal Energie zugeführt werden, da das elektron entgegen der Anziehungskraft des Kerns ankommen muss. Z.B wir das Elektron von einem Photon getroffen, hat dieses nicht die richtige Energie, geschieht nichts weiter. Entspricht die Energie des Photons der Lücke zu einer höheren Bahn, dann absorbiert das Elektron das Photon. Es schluckt dessen energie und nimmt augenblick das neue Niveau ein. Es gibt keinen Übergangszustand und es benötigt auch keine Zeit.

Gegenteil- Übergang von äußeren auf innere Bahn = Elektron sendet Photon aus, das exakt so viel Energie davonträgt

schnelle energiereiche Elektronen treffen auf ein Ziel aus Metall. Bei der medizinischen Röntgenstrahlung lösen sich die Elektronen aus der Wendel der Glühkathode und sind zunächst langsam und energiearm. Sie werden jedoch von der Beschleunigungsspannung, zur Annode katapultiert.

-Ein Teil der Elektronen wird von den ebenfalls negativ geladenen Elektronenhüllen so stark abgestoßen, dass er abrupt abgebremst wird. Die überschüssige Bewegungsenergie geben Elektronen als Wärme u. Röntgenstrahlung ab. Bremsstrahlung aber breites, kontinuierliches Energiespektrum

-einige der schnellen Elektronen aus dem Strahl gelangen trotz der abstoßenden Elektronenhüllen bis in den Bereich der inneren Bahn und schlagen dort gebundene Elektronen aus dem Atom heraus. Es entsteht eine Lücke, in die Elektronen weiter außender Bahnen springen. Die Energiedifferenz strahlt als Röntgen Photon ab.

Röntgen ist eine Kombi aus beiden. Fällt Röntgen auf eine Probe, schwächen vor allem Elemente mit einer höheren Ordnungszahl die Intensität wie Calcium. Knochen erscheinen daher hell.

-die Amplitude, als maximale Abweichung eines Punkts von der Ruhepostion

-die Wellenlänge als Abstand zwischen zwei gleichen Punkten auf einer Welle

Elektronen, die von einer Heizwendel als Elektronenquelle abgegeben werden mit einer Hochspannung beschleunigt. Magnetspulen bündeln den Elektronenstrahl. Beim Flug durch ein möglichst dünn geschnittenes Objekt, werden einige Elektronen durch Streuung aus ihrere Bahn gelenkt. Die durchgehenden Elektronen werden fokussiert und fallen schließlich auf einen elektronischen Sensor.

S und P-Orbitale

kreuzförmig; rosettenförmig; nur bei schwereren Atomen die in Lebewesen höchstens als Spurenelemente auftreten

In welche Richtung des Raums ein Orbital weist. Z.b Px, Py und Pz

Materiewellen sind unscharf und erstrecken sich bis ins Unendliche. Selbst hinter einer Barriere, die ein klassischses Teilchen nicht überwinden könnte, hat die Welle noch einen kleinen, aber von null verschiedenen Wert. Sodass die Wahrscheinlichkeit besteht, dass ein Teilchen an einen Ort gelangt, wo es theoretisch nicht sein könnte.

-beim radioaktiven Alpha-Zerfall verlässt der Heliumkern den instabilen Atomkern durch Tunnenln

-im inneren der sonne stoßen sich die Protonen zu stark gegenseitig ab, um miteinander zu verschmelzen. Nur durch den Tunneleffekt können sie fusionieren

-Rastertunnelmikroskop überspringen ELektronen einen SPalt zwischen Sonde und Probe, den sie mit klassischen Prozessen nicht überwinden können

-bei Enzymen wie der Cytochrom Oxidase tunneln Elektronen vom Donor zum Akzeptor

-die alkohol dehydrogenase überträgt ein Proton per Tunneleffekt vom EtOH zum NAD+

-bei der Replikation der DNA kommt es zur spontanen Mutation, wenn ein Proton zum Nachbarplatz tunnelt und dadurch anstelle der Basenpaarungen AT und CG, AC und GT entstehen

1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d

es dürfen maximal 2 Elektronen mit entgegengesetztem Spin sich ein Orbital teilen

Orbitale mit gleicher Haup-und Nebenquantenzahl werden nach der Hundschen Regel zuerst mit jeweils nur einem Elektron besetzt, bevor ein zweites Elektron hinzukommen darf

1 frei

2 benötigt/verbraucht

3 negativ

4 niedriger

5 zugeführt

rotationssymetrisch, frei um die Achse drehbar, sowohl zwischen zwei s-Orbital; 1s und 1p oder 2p; einfachbindung

nur aus p Orbitalen, zweite und dritte Bindung zwischen Atom, nicht frei drehbar, eingeschränkte Beweglichkeit

Also Doppelt oder Dreifachbindungen

2sp Hybridorbitale: EInfachbindung mit dem p/s Orbital u. auf der anderen Seite mit den unbeteiligten 2p-Orbitaleneine Dreifachbindung eingehen oder zwei Doppelbindungen

3 sp^2 Hybridorbitale: zwei EInfachbindungen mit dem p/s Orbital u. auf der anderen Seite mit dem unbeteiligten 2p-Orbitaleneine Doppelbindung möglich

4sp^3 Hybridorbitale: Tetraeder Form, in dieser Form vier Einfachbindungen

Jedes Atom besitzt einen Zustand niedrigster Energie E1, den wir Grundzustand nennen. Indem wir auf irgendeine Weise dem Atom eine passende Energie zufu ̈hren, wechselt es in einen angeregten Zustand, der die Energie Ei mit i = 2,3,4,... besitzt, und wir sprechen dann von einer Anregung des Atoms. Die Absorptionsspektren kommen dadurch zustande, dass ein Atomelektron ein Pho- ton der passenden Energie Eγ absorbiert, wobei es in einen ho ̈heren angeregten Zustand wechselt. So kann z. B. ein Atom im Grundzustand, wir nennen ihn den Anfangszustand Ea, ein Photon absorbieren, dessen Energie gerade der Energiediffe- renz zwischen einem der angeregten Zusta ̈nde, wir nennen ihn Endzustand Ee, und dem Grundzustand entspricht: Eγ = h·ν = Ee −Ea = Ei −E1. Das Atom wechselt dann vom Grundzustand in diesen angeregten Zustand. In einem solchen angeregten Zustand verweilt ein Atom in der Regel ca. 10−8 s, um dann unter Aussendung eines Photons wieder in einen Zustand niedrigerer Energie, d.h. einen weiteren angeregten Zustand oder den Grundzustand selbst, zu wechseln.

Doppelbindung: Sigma und Pi

Dreifach ein Sigma zwei Pi

Einfachbdg: Sigma