Das Geheimnis der äußersten Schale in den Nebengruppen des Periodensystems
Warum besitzen die Elemente in den Nebengruppen des Periodensystems unterschiedliche Anzahlen an Elektronen in ihrer äußersten Schale?
Ja, im Prinzip trägt die äußerste Schale der Nebengruppenelemente in den ersten Perioden immer 2 Elektronen. Allerdings gibt es Anomalien wie bei Cr und Cu die weniger Elektronen in der 4s-Unterschale aufweisen um eine halb oder ganz gefüllte 3d-Unterschale zu erreichen. Diese Anomalien nehmen in höheren Perioden zu. Das Schalenmodell hilft – die Füllung der Elektronenschalen zu verstehen ebenfalls wenn die Realität tatsächlich komplexer ist. Für Hauptgruppenelemente, deren äußerste Schale häufig mit acht Elektronen endet, funktioniert das Modell gut. Dahingegen sind die Nebengruppen aufgrund der Füllung der d- und f-Unterschalen schwieriger zu erklären. Die Nebengruppenelemente füllen die vorher "vergessenen" d-Unterschalen der zweitäußersten Schale (ab der 6. Periode zusätzlich die f-Unterschalen). Das Fassungsvermögen einer Schale beträgt in der Schulchemie oft 32 Elektronen was in der Realität jedoch nicht häufig vorkommt. Deshalb ist es wichtig zu verstehen, dass die Fassungsvermögen der Schalen in Haupt- und Nebengruppenelementen genauso viel mit bleiben, obwohl die Elektronenverteilung komplexer ist. Obwohl das Schalenmodell nur eine vereinfachte Darstellung der Realität ist können Schüler die das Abitur in Chemie ablegen darauf aufbauen. Für tiefgehendes Verständnis können jedoch komplexere Modelle wie das Orbitalmodell erforscht werden. Letztendlich können Schüler beruhigt sein, wenn sie die Schalenfüllung in den Nebengruppen als etwas Mysteriöses betrachten, da die Realität der Elemente oft über die Vorstellungskraft hinausgeht.