Effektive Hauptquantenzahl

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Die effektive (Haupt-)Quantenzahl n_{\text{eff}} (auch n' oder n^{*}) wird in der Quantenphysik benötigt, um die Abschirmung der äußeren Elektronenschalen vom positiv geladenen Atomkern durch die inneren Elektronenschalen zu berücksichtigen. Z.B. schirmt bei Lithium als leichtestem Element mit zwei Elektronenschalen die innere 1s-Schale die weiter außen liegende 2s-Schale etwas vom Kern ab.

Verwendung[Bearbeiten]

Die effektive Quantenzahl einer Elektronenschale ist definiert als

n_{\text{eff}} = n - \delta_{n, l} \!\,

mit

Ersetzt man nun in der Formel für die Bindungs- bzw. Ionisationsenergie E_n der Elektronen der wasserstoffähnlichen Alkaliatome

E_n = -\frac{Z^2}{n^2}\mathrm{Ry}

mit

die Hauptquantenzahl durch die effektive Quantenzahl:

E_{n, l} = -\frac{Z^2}{n_{\text{eff}}^2}\mathrm{Ry} ,

so können mit dieser angepassten Formel auch abgeschirmte Zustände beschrieben werden, d. h. Atome bzw. Ionen mit mehr als einem Elektron.

Quellen[Bearbeiten]

  •  Wolfgang Demtröder: Experimentalphysik 3: Atome, Moleküle und Festkörper. Springer, Berlin, Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-68210-3.