Quantenzahlen
Jedes Elektron besitzt eine Satz von vier Zahlen, die man Quantenzahlen nennt und welche das Elektron vollständig beschreiben; in einem Atom können keine zwei Elektronen die gleichen vier Quantenzahlen haben. Dies ist eine präzisere Formulierung des Pauli´schen Ausschlussprinzips, das wir mit Dr. Hellmann besprochen haben. (Dabei hat er auch eine alternative Art gefunden, wie man diesen wichtigen Gedanken wiedergeben kann.)
Gibt es einen besonderen Grund, wieso es vier Quantenzahlen sind und nicht drei, sechs oder neunundfünfzig?
Eine gute Frage. Es gibt sicherlich Gründe, aber ich kann sie dir hier nicht erklären, ebensowenig, wie Dr. Hellmann erklären konnte, woher seine Regeln kommen. Was ich dir hingegen anbieten kann, sind mathematische Ausdrücke dieser Regeln, die hoffentlich die Arbeit mit ihnen erleichtern, und welche dir vielleicht etwas mehr Einsicht in die dahinter versteckten Zusammenhänge geben.
OK. Damit kann ich leben. Erzählen Sie mir von diesen vier Zahlen.
Da ist zunächst mal die "Hauptquantenzahl", welche durch das Symbol n dargestellt wird. Sie entspricht den farbigen Zeilen, die du im Diagramm gesehen hast. Die unterste Zeile, in Lila, hat Elektronen mit n = 1; die gelbe Zeile ist für n = 2, u.s.w.
O.k. n sagt mir also, in welchem "Haupt"-Energieniveau man sich befindet. Ich nehme an, dass es eine andere Quantenzahl gibt, die das Unterniveau — s, p, d, ... angibt.
Sehr gut. Die zweite Quantenzahl heisst l. Der Wert l = 0 entspricht s, l = 1 ist p, l = 2 ist d, und so weiter.
Das ist alles sehr abstrakt. Was bedeutet l wirklich? Geben Sie mir einen Tipp, wie ich mir das konkret vorstellen kann?
Ich habe hierzu zwei Antworten. Erstens hat l, im Gegensatz zu n, etwas mit Drehimpuls zu tun. Klicke auf den EXTRA-Knopf, wenn du hierüber mehr erfahren willst. 
Wenn dir "Drehimpuls" nichts sagt, so musst du darüber nicht verzweifeln. Du kannst dir seine Bedeutung auch so vorstellen: l, zusammen mit n und der dritten Quantenzahl m, bestimmt die Form der Wahrscheinlichkeitswolke des Elektrons. Hier sind ein paar Beispiele:
