Kernladung: Unterschied zwischen den Versionen

Kernladung: Unterschied zwischen den Versionen

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K (→‎Effektive Kernladung: Es fehlte gaenzlich ein zusammenfassender Satz, was die E.K. ist. Dieser wurde aus dem Englischen uebernommen. Weitere kleine Typos korrigiert.)
 
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Unter der '''Kernladung''' <math> Z \,</math> versteht man in der Physik und der Chemie die [[Elektrische Ladung|Ladung]] eines [[Atomkern]]s.
Unter der '''Kernladung''' <math>Z</math> versteht man in der Chemie die [[Elektrische Ladung|Ladung]] eines [[Atomkern]]s:
 
In [[Coulomb]] ausgedrückt:


:<math> Z = n \cdot e</math>
:<math> Z = n \cdot e</math>
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* der [[Elementarladung]]&nbsp;''e''.
* der [[Elementarladung]]&nbsp;''e''.


Meistens wird die Kernladung jedoch als [[dimensionslos]]e '''Kernladungszahl''' angegeben. Dann entspricht sie der [[Ordnungszahl]] und bestimmt somit, um welches [[Chemisches Element|chemische Element]] es sich handelt. Außerdem ist sie – im elementaren, nicht-[[Ionisierung|ionisierten]] Zustand des betrachteten Stoffes – gleich der Anzahl der [[Elektron]]en.  
In der Physik ist <math>Z</math> dagegen das übliche Symbol der [[dimensionslos]]en Kernladungs''zahl'' oder [[Ordnungszahl]], die das jeweilige [[Chemisches Element|chemische Element]] charakterisiert. Die Ordnungszahl ist auch – im elementaren, nicht-[[Ionisierung|ionisierten]] Zustand des betrachteten Stoffes – gleich der Anzahl der [[Elektron]]en.  


== Effektive Kernladung ==
== 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 eine geringere Anziehungskraft durch den Atomkern erfahren. Diese [[Abschirmung (Atomphysik)|Abschirmung]] wird durch die '''effektive Kernladung'''&nbsp;<math>Z_{\text{eff}}</math> berücksichtigt:
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 (Atomphysik)|Abschirmung]] wird durch die '''effektive Kernladung'''&nbsp;<math>Z_{\text{eff}}</math> berücksichtigt:


:<math>Z_{\text{eff}} = Z - S</math>
:<math>Z_{\text{eff}} = Z - S</math>
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mit der Abschirmungskonstante&nbsp;''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.
mit der Abschirmungskonstante&nbsp;''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''' = <math>Z_{\text{eff}} / e</math> angegeben (wobei <math>e</math> die [[Elementarladung]] meint). Sie ist wichtig zum Verständnis der Ionisierung von Atomen.
Die effektive Kernladung hängt demnach ab vom Element und der [[Elektronenkonfiguration]]. Ebenso wie die Kernladung wird sie meist als dimensionslose '''effektive Kernladungszahl''' = <math>Z_{\text{eff}} / e</math> angegeben. Sie ist wichtig zum Verständnis der Ionisierung von Atomen.


== Siehe auch ==
== Siehe auch ==

Aktuelle Version vom 2. April 2020, 12:00 Uhr

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

$ Z=n\cdot e $

mit

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.