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Elektronenverteilung beim Eisen - eine Erklärung

Eisen ist eines der am häufigsten vorkommenden Elemente. Für seine Chemie ist die Elektronenverteilung des Elements und die seiner Ionen interessant.

Für die Chemie eines Elements ist seine Elektronenkonfiguration wichtig.
Für die Chemie eines Elements ist seine Elektronenkonfiguration wichtig.

Das Element Eisen

  • Eisen ist das neunthäufigste Element im Universum. Gemessen am Massenanteil ist es das zweithäufigste Metall auf der Erde.
  • Eisen ist eines der am häufigsten verwendeten Metalle in den verschiedensten Bereichen: Elementares Eisen wird zur Herstellung von Magneten verwendet, es gibt unzählige Metallobjekte, die aus Eisenlegierungen hergestellt werden, Eisenkatalysatoren werden in großtechnischen Prozessen verwendet, zum Beispiel dem Haber-Bosch-Verfahren zur Herstellung von Ammoniak, und Salze des Eisens haben diverse Anwendungsbereiche, unter anderen die Medizin.
  • Des Weiteren ist Eisen ein essenzielles Spurenelement. Es ist wichtig für die Blutbildung, den Sauerstofftransport, die Fotosynthese von Pflanzen und ist Bestandteil vieler wichtiger Enzyme. Unter einem Spurenelement versteht man (bei Menschen) ein Element, das mit einem Massenanteil von weniger als 50 mg/kg im menschlichen Körper vorkommt. Ein essenzielles Spurenelement ist lebenswichtig. 

Die Elektronenverteilung in Eisen

  • Die Elektronenverteilung in den Orbitalen eines Atoms heißt Elektronenkonfiguration.
  • Die Elektronenkonfiguration von Eisen ist [Ar]3p64s2, das heißt, Eisen hat die Edelgaskonfiguration von Argon und darüber hinaus 6 Elektronen in seinen 3d-Orbitalen und zwei Elektronen in seinem 4s-Orbital.
  • Außerdem ist die Elektronenverteilung in den Kationen des Eisens Fe2+ und Fe3+ interessant.
  • Die Elektronenkonfiguration von Fe2+ ist [Ar]3d6 und die von Fe3+ ist [Ar]3d5. Obwohl zuerst das 4s- und dann die 3d-Orbitale aufgefüllt werden, werden bei der Ionisierung zuerst die Elektronen aus dem 4s-Orbital entfernt, weil es weiter vom Kern entfernt ist als die 3p-Orbitale.
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