Kernladung

Unter der Kernladung $Z$ versteht man in der Chemie die Ladung eines Atomkerns:

$Z=n\cdot e$

mit

• der Anzahl n der Protonen im Kern und
• der Elementarladung e.

In der Physik ist $Z$ dagegen das übliche Symbol der dimensionslosen Kernladungszahl oder Ordnungszahl, die das jeweilige chemische Element charakterisiert. Die Ordnungszahl ist auch – im elementaren, nicht-ionisierten Zustand des betrachteten Stoffes – gleich der Anzahl der Elektronen.

Effektive Kernladung

In Atomen mit mehreren Elektronen werden nicht alle Elektronen vom Atomkern gleich stark angezogen: Kernnahe Elektronen schirmen die positive Ladung nach außen hin ab, so dass kernferne Elektronen nur noch einer geringeren Anziehungskraft durch den Atomkern unterliegen. Diese Abschirmung wird durch die effektive Kernladung $Z_{\text{eff}}$ berücksichtigt:

$Z_{\text{eff}}=Z-S$

mit der Abschirmungskonstante S nach den Slater-Regeln. Die effektive Kernladung ist also die effektive positive Kernladung, wie sie von einem bestimmten Elektron in einem Mehrelektronenatom "wahrgenommen" wird.

Die effektive Kernladung hängt demnach ab vom Element und der Elektronenkonfiguration. Ebenso wie die Kernladung wird sie meist als dimensionslose effektive Kernladungszahl = $Z_{\text{eff}}/e$ angegeben. Sie ist wichtig zum Verständnis der Ionisierung von Atomen.

Siehe auch

• Elektronegativität

Literatur

• Michael Binnewies, Maik Finze, Manfred Jäckel, Peer Schmidt, Helge Willner, Geoff Rayner-Canham: Allgemeine und Anorganische Chemie. 3. Auflage. Springer, Berlin, Heidelberg 2016, ISBN 978-3-662-45066-6, Kapitel 3: Ein Überblick über das Periodensystem, doi:10.1007/978-3-662-45067-3_3.