Quantenzahlen

Überblick

Basiswissen

Die Hauptquantenzahl n

• n ist die Hauptquantenzahl.
  

• n ist das kleine lateinische n.
  

• n ist immer eine natürliche Zahl.
  

• n kann theoretisch Werte von 1 bis unendlich annehmen.
  

• n nimmt in üblichen Atomen maximal Werte bis 7 an.
  

• n bestimmt mit ℓ zusammen das Energieniveau des Elektrons.
  

• Mehr unter Hauptquantenzahl ↗
  

Die Nebenquantenzahl ℓ

• ℓ ist die Nebenquantenzahl ↗
  

• ℓ ist ein normales kleines lateinisches l.
  

• ℓ heißt auch Bahndrehimpulsquantenzahl.
  

• ℓ heißt auch Orbitalquantenzahl.
  

• ℓ beschreibt die Form des Atomborbitals.
  

• Man spricht auch von einem Orbitaltyp (Form).
  

• ℓ kann Werte von 0 bis n-1 annehmen.
  

• Statt einer Nummmerierung werden auf oft Buchstaben verwendet:
  

• ℓ = 0 ist das s-Orbital
  

• ℓ = 1 ist das p-Orbital
  

• ℓ = 2 ist das d-Orbital
  

• ℓ = 3 ist das f-Orbital
  

• ℓ = 4 ist das g-Orbital
  

• ℓ bestimmt mit n zusammen das Energieniveau des Elektrons.
  

• Mehr unter Nebenquantenzahl ↗
  

Die magnetische Quantenzahl m

• m heißt magnetische Quantenzahl^[1][2] oder auch Magnetquantenzahl.
  

• Sie wird oft auch als mₗ geschrieben, also mit tiefgestelltem l.
  

• m kann betragsmäßig nie größer sein als l, aber m kann negativ sein.
  

• Wenn also l=3 ist, kann m die Werte -3; -2, -1; 0; 1; 2 und 3 annehmen.
  

• m steht anschaulich gedacht für die räumliche Orientierung des Bahndrehimpulses.
  

• m gibt an, wie viele Orbitale es tatsächlich pro Orbitaltyp ℓ in einem Atom gibt.
  

• m hat keinen Einfluss auf die Energiemenge des Elektrons im Atom.
  

• m bestimmt die Größe von einem Zeeman-Effekt ↗
  

• Siehe auch magnetische Quantenzahl ↗
  

Die Spinquantenzahl s

• s ist ein kleines lateinisches s.
  

• s kann die Werte -½ oder +½ annehmen.
  

• +½ schreibt man auch als ↑ und -½ als ↓.
  

• Die Spinquantezahl s korreliert mit dem Eigendrehimpuls eines Elektrons.
  

• Hat man zwei Elektronen mit gleichen n-, ℓ- und m-Werten, dann ...
  

• müssen sie sie in der Spinquantenzahl s unterscheiden.
  

• Pro Orbital kann es höchstens zwei Elektronen geben.
  

• s hat keinen Einfluss auf die Energiemenge des Elektrons im Atom.
  

Fußnoten

• [1] T. Mayer-Kuckuk: Atomphysik. Teubner Studienbücher Physik. 3. überarbeitete und erweiterte Auflage. 1985. ISBN: 3-519-2342-9. Seite 63.
  

• [2] Richart T. Weidner; Robert Sells: Elementare moderne Physik. Verlag Friedrich Vieweg & Sohn, Ausgabe von 1982. ISBN: 3-528-8415-4. Seite 251. Siehe auch Elementare Moderne Physik ↗