Das Schalenmodell eignet sich hervorragend zur Darstellung der Elemente der Nebengruppen. In diesem Modell werden die Elektronen um den Atomkern angeordnet. Diese Anordnung geschieht in verschiedenen Schalen. Jede Schale hat eine spezifische Kapazität für Elektronen. Die Bezeichnung erfolgt durch die Buchstaben K, L, M, N und so weiter. Innerhalb dieser Schalen werden die Elektronen in Unterniveaus organisiert. Die Darstellung geschieht durch die Elektronenkonfiguration der Elemente – eine spezifische Notation, die welche Verteilung der Elektronen beschreibt.
Sich abhebend von den Hauptgruppenelementen weisen die Nebengruppenelemente eine Bedeutung auf. Sie besitzen nicht nur Elektronen in den äußeren Schalen, allerdings füllen ebenfalls innere Schalen. Die äußeren Schalen der Nebengruppen beinhalten üblicherweise s- und p-Orbitale; die inneren Schalen hingegen verankern d- und f-Orbitale. Maßgeblich für diese Differenz sind die höheren Ordnungszahlen der Nebengruppenelemente die eine Anreicherung an Elektronen zur Folge haben.
Ein Beispiel: Eisen oder auch Fe hat die Ordnungszahl 26. Die Elektronenkonfiguration lautet K=1s², L=2s² 2p⁶, M=3s² 3p⁶ 3d⁶ und N=4s². Dieser Aufbau verdeutlicht, dass die äußere Schale die N-Schale ist. Sie enthält ein s-Orbital und besitzt auch ein p-Orbital. Die Besetzungen der K-, L- und M-Schalen zeigen uns die inneren Elektronen.
Ein nächstes Beispiel, Kobalt (Co), hat die Ordnungszahl 27. Bei Kobalt wird ein Elektron zur d-Unterschale hinzugefügt. Die Elektronenkonfiguration lautet demzufolge 3d⁷ 4s². Hier sind K- und N-Schale die äußeren Schalen, während die inneren Schalen wieder L- und M-Schalen bleiben.
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Die Ordnung der Schalenfüllung
Die Reihenfolge in welcher die Schalen und Unterniveaus besetzt werden ergibt sich aus dem Aufbauprinzip. Dieses Prinzip stellt sicher – dass die Energieniveaus der Orbitale steigen. Zudem kann jede Orbitalstelle höchstens zwei Elektronen aufnehmen. Es ist entscheidend zu erkennen, dass die inneren Schalen zuerst besetzt werden; erst danach erfolgt die Füllung der äußeren Schalen in Bezug auf die Nebengruppenelemente.
Insgesamt lässt sich argumentieren: Dass das Schalenmodell dafür geeignet ist die Nebengruppenelemente darzustellen. Die Elektronenkonfiguration dieser speziellen Elemente verdeutlicht, ebenso wie sich die Elektronen auf die Schalen und Orbitale verteilen. Die Besetzung der inneren Schalen führt zu spezifischen Elektronenkonfigurationen was zu den einzigartigen chemischen Eigenschaften dieser Nebengruppenelemente führt. Ein tieferes Verständnis dieser Konzepte ist für die Chemie von fundamentaler Bedeutung.