Was ist quantenzahlen?

Quantenzahlen

Quantenzahlen sind ein Satz von Zahlen, der die Eigenschaften eines atomaren Elektrons vollständig beschreibt. Es gibt vier Haupttypen von Quantenzahlen:

• Hauptquantenzahl (n): Beschreibt das Energieniveau eines Elektrons und bestimmt die Größe des Orbitals. Sie kann positive ganzzahlige Werte (1, 2, 3, ...) annehmen. Höhere Werte bedeuten höhere Energieniveaus und größere Orbitale. Siehe Hauptquantenzahl.

• Nebenquantenzahl (l): Auch bekannt als Drehimpulsquantenzahl oder Azimutalquantenzahl. Sie bestimmt die Form des atomaren Orbitals und den Bahndrehimpuls des Elektrons. Sie kann Werte von 0 bis n-1 annehmen. l = 0 entspricht einem s-Orbital (kugelförmig), l = 1 einem p-Orbital (hantelförmig), l = 2 einem d-Orbital und l = 3 einem f-Orbital. Siehe Nebenquantenzahl.

• Magnetquantenzahl (ml): Beschreibt die räumliche Orientierung eines Orbitals im Raum. Sie kann Werte von -l bis +l annehmen, einschließlich 0. Zum Beispiel hat ein p-Orbital (l=1) drei mögliche Orientierungen (ml = -1, 0, +1). Siehe Magnetquantenzahl.

• Spinquantenzahl (ms): Beschreibt den intrinsischen Drehimpuls eines Elektrons, der als "Spin" bezeichnet wird. Sie kann nur zwei Werte annehmen: +1/2 (Spin-up) oder -1/2 (Spin-down). Siehe Spinquantenzahl.

Die Gesamtheit dieser vier Quantenzahlen legt den exakten Quantenzustand eines Elektrons in einem Atom fest und hilft, die elektronische Struktur von Atomen und Molekülen zu verstehen. Jedes Elektron in einem Atom hat einen eindeutigen Satz von vier Quantenzahlen (Pauli-Ausschlussprinzip).