Kernladung

Unter der Kernladung $Z\,$ versteht man in der Physik und der Chemie die Ladung eines Atomkerns.

In Coulomb ausgedrückt:

$Z=n\cdot e$

mit

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

Meistens wird die Kernladung jedoch als dimensionslose Kernladungszahl angegeben. Dann entspricht sie der Ordnungszahl und bestimmt somit, um welches chemische Element es sich handelt. Außerdem ist sie – 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 eine geringere Anziehungskraft durch den Atomkern erfahren. 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 (wobei $e$ die Elementarladung meint). 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.