|
-
|
Die Hauptquantenzahl n = 1, 2, 3, ... gibt die Nummer der Schale an und kennzeichnet das Energieniveau in der Hülle. |
|
-
|
Die Bahndrehimpulsquantenzahl l = 0, 1, 2, ..., n-1 kennzeichnet die verschiedenen Orbitale. Als Kürzel verwendet man die Buchstaben s, p, d, f). |
|
-
|
Die Magnetquantenzahl m kennzeichnet Orbitale nach der Orientierung im Raum. Sie kann die Werte m = -l, ..., -1, 0, +1, ..., +l annehmen. |
|
-
|
Die Spinquantenzahl s beschreibt die Richtung der Eigenrotation des Elektrons und hat die Werte +1/2 und -1/2. |
Bild 2 zeigt, welche Quantenzahlen sich jeweils einer
Hauptquantenzahl zuordnen lassen. Allgemein gilt für den Zusammenhang
zwischen der Hauptquantenzahl und den drei anderen Quantenzahlen:
Einer vorgegebenen Hauptquantenzahl n kann
man 
verschiedene
Kombinationen der anderen drei Quantenzahlen zuordnen. Diese Überlegungen
wurden von dem österreichischen Physiker WOLFGANG PAULI (1900-1958)
1924/25 zu dem sogenannten PAULI-Prinzip
zusammengefasst:
In einem Atom können niemals zwei Elektronen vier identische Quantenzahlen besitzen.
Für dieses Ausschließungsprinzip erhielt
PAULI 1945 den Nobelpreis für Physik. Das Prinzip ermöglicht
eine Modellvorstellung vom Bau der Atomhülle, die die Bezeichnung
Schalenmodell trägt
und die Struktur des Periodensystems der Elemente verstehen lässt.
Haben in einem Atom alle Elektronen mit einer bestimmten
Hauptquantenzahl n alle möglichen Nebenquantenzahlen
l, m und s angenommen,
dann bilden sie eine abgeschlossene Konfiguration, die als eine voll besetzte
Schale bezeichnet wird. Für den Anfang des Periodensystems ist der
Zusammenhang in Bild 3 dargestellt. Die Schalen für n
= 1, 2, 3, 4, 5 werden als K-, L-, M-, N- und O-Schale bezeichnet.
Eine Übersicht über die Quantenzahlen, das Schalenmodell und die Energieniveaus für jedes Element ist auf der CD unter dem Stichwort "Periodensystem der Elemente" oder "PSE" zu finden.