Kernladung

Unter der Kernladung ${\displaystyle Z}$ versteht man in der Chemie die Ladung eines Atomkerns:

${\displaystyle Z=n\cdot e}$

mit

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

In der Physik ist ${\displaystyle Z}$ 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 ${\displaystyle Z_{\text{eff}}}$ berücksichtigt:

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

mit d​er Abschirmungskonstante S n​ach den Slater-Regeln. Die effektive Kernladung i​st also d​ie effektive positive Kernladung, w​ie sie v​on einem bestimmten Elektron i​n 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 = ${\displaystyle Z_{\text{eff}}/e}$ 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.