Quantenzahlen und Drehimpuls
Ein größerer Wert von l bedeutet also mehr Drehimpuls?
Das stimmt. Wenn du wirklich wissen willst, wie die genaue mathematische Beziehung zwischen l und dem Drehimpuls aussieht, so klicke auf den EXTRA-Knopf.
Wir haben gesehen, dass Zustände mit größeren Werten von l mehr Energie haben — p-Zustände haben eine höhere Energie als s-Zustände, u.s.w. Ich bin mir nicht sicher, wieso mehr Drehimpuls mehr Energie bedeutet.
Na ja, je größer der Drehimpuls eines Elektrons ist, desto weiter entfernt vom Kern bewegt es sich.
Das macht Sinn—das Gleiche gilt für Planeten, welche um die Sonne kreisen, oder nicht? Ich weiß, Elektronen kreisen nicht wirklich, aber...
Nein, nein, deine Intuition ist gut. Es ist schwierig, sich vorzustellen, wie man das Konzept eines Drehimpulses auf etwas anwenden kann, was nur als formlose Wolke existiert, aber trotzdem muss man es tun; ohne dies funktioniert die Theorie einfach nicht. Um uns überhaupt irgendein Bild machen zu können, was los ist, müssen wir zu der alten, falschen, aber nützlichen Vorstellung einer Bahn zurückkehren.
Stell dir jetzt vor, dass du ein Elektron mit viel Drehimpuls bist, und dass du da draußen schwebst, jenseits der Bahnen deiner weniger gut ausgestatteten Freunde. Jedes Elektron zwischen dir und dem Kern schirmt dich vom vollen Effekt der zentralen positiven Ladung ab. Denk z.B. an Lithium; die zwei innersten Elektronen fühlen alle drei Protonen an ihnen ziehen, aber das höchste Elektron "sieht" zwei Elektronen zwischen sich und den drei Protonen, und die Nettoladung, die es spürt, ist nur die von einem Proton.
Und je weniger stark es angezogen wird, desto weniger Energie braucht es, um zu entweichen — deshalb ist ein größerer Wert von l gleichbedeutend mit einer höheren Energie.
Wie steht es mit der dritten Quantenzahl, die Sie erwähnt haben? Hängt m auch mit dem Drehimpuls zusammen?
Ja; m bezieht sich, etwas salopp gesagt, auf die Richtung des Drehimpulsvektors. (Willst du eine genaue Formel sehen?) Wie du es wohl erwartest, beeinflusst m die Energie des Elektrons nicht, aber es beeinflusst die Wahrscheinlichkeitswolke.
