Kernladung

Unter der Kernladung $Q_{Z}$ wird in der Chemie und Physik die elektrische Ladung eines Atomkerns verstanden:

$Q_{Z}=Z\cdot e$

mit

• der Anzahl $Z$ der Protonen im Kern und
• der Elementarladung $e$.

Vielfach wird statt der Kernladung die Kernladungszahl als die Anzahl der Protonen $Z=Q_{Z}/e$ angegeben, die als eine Größe der Dimension Zahl zugleich die Ordnungszahl des jeweiligen chemischen Elementes angibt. Die Kernladungszahl ist ferner – im neutralen, nicht-ionisierten Zustand des betrachteten Atoms – gleich der Anzahl aller Elektronen des Atoms.

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 $Q_{Z{\text{ eff}}}$ berücksichtigt:

$Q_{Z{\text{ eff}}}=Q_{Z}-S$

mit der Abschirmungskonstante $S$ nach den Slater-Regeln. Die effektive Kernladung ist also die verbleibende Kernladung, wie sie von einem bestimmten Elektron in einem Mehrelektronenatom "wahrgenommen" wird.

Die effektive Kernladung hängt ab vom Element und der Elektronenkonfiguration. Ebenso wie die Kernladungszahl wird eine effektive Kernladungszahl $Z_{\text{eff}}=Q_{Z{\text{ eff}}}/e$ (mit der Einheit Eins) 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.